中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員黃青帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)近年來(lái)一直致力于荷能粒子輻射作用于生物及生物分子的機(jī)理及應(yīng)用生物光譜技術(shù)研究輻射條件下生物損傷的原初物理化學(xué)變化過(guò)程研究。近期，該研究組利用等離子體技術(shù)處理水體有害微生物，發(fā)現(xiàn)等離子體放電可高效殺滅藍(lán)藻細(xì)胞并降解毒素。

　　藍(lán)藻水華暴發(fā)嚴(yán)重影響水體景觀和水體功能，藍(lán)藻細(xì)胞死亡后釋放的微囊藻毒素直接威脅飲用水安全和人類健康。因此，探索殺滅藍(lán)藻細(xì)胞和降解藍(lán)藻毒素的新方法新技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。等離子體放電是得到低能帶電粒子的一種重要方式，其放電過(guò)程產(chǎn)生帶正電的離子和負(fù)電的電子，能量可達(dá)上千電子伏特，它們與水分子碰撞可以產(chǎn)生活性氧和自由基等，并且伴有紫外線，能氧化降解水中的多種有毒有害物質(zhì)，是一種高級(jí)氧化水處理技術(shù)。

　　現(xiàn)有報(bào)道的水處理研究一般只考慮殺滅藍(lán)藻細(xì)胞或者去除藍(lán)藻毒素，技術(shù)生物所的研究組研究表明，等離子體水處理技術(shù)具有綜合優(yōu)勢(shì)，即在殺滅藍(lán)藻細(xì)胞的同時(shí)又能把藻細(xì)胞釋放的毒素降解去除，同時(shí)，研究闡明了其中的物理化學(xué)過(guò)程，這為等離子體水處理新技術(shù)及方法提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。

　　2012年，該課題組構(gòu)建了汽-液界面放電等離子體裝置并應(yīng)用于實(shí)際巢湖藍(lán)藻水華水體中，針對(duì)水體中的微囊藻毒素（銅綠微囊藻是淡水水域藍(lán)藻水華的優(yōu)勢(shì)種群之一）進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)放電等離子體可有效降解微囊藻毒素。近期，該課題組研究了等離子體處理銅綠微囊藻細(xì)胞的效果和機(jī)理，張宏博士等利用三維熒光光譜技術(shù)并結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)觀測(cè)藻細(xì)胞氧化損傷過(guò)程，他們發(fā)現(xiàn)，放電等離子體不僅能夠高效殺死藍(lán)藻細(xì)胞，同時(shí)還能降解其釋放的藍(lán)藻毒素：課題組首先利用三維熒光光譜技術(shù)并結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)觀測(cè)藻細(xì)胞氧化損傷過(guò)程，發(fā)現(xiàn)等離子體放電產(chǎn)生的羥自由基攻擊銅綠微囊藻細(xì)胞，使細(xì)胞膜受損，細(xì)胞內(nèi)含物包括微囊藻毒素向水體釋放，H2O2分子進(jìn)入藻細(xì)胞內(nèi)造成進(jìn)一步損傷；隨著等離子體作用時(shí)間的延長(zhǎng)，持續(xù)產(chǎn)生的羥自由基、H2O2等活性物質(zhì)能繼續(xù)降解從受損藻細(xì)胞釋放到水體中的微囊藻毒素和各種色素成分。

　　此項(xiàng)研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)青年基金、科技部973、中科院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目的資助。相關(guān)研究結(jié)果已被國(guó)際環(huán)境類學(xué)術(shù)期刊Journal of Hazardous Materials接受在線發(fā)表。