CJSC | 蔬菜花卉研究所质量安全课题组在框架材料光催化治理农业微塑料新型污染物取得新进展

       近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所质量与安全课题组在框架材料光催化治理农业微塑料新型污染物取得新进展。相关研究成果以“Addressing agricultural (micro)plastics pollution: the promises and perspectives of framework-based photocatalysis”发表于《Chinese Journal of Structural Chemistry》（IF: 10.3，Q1）。

       微塑料作为一种新型农业污染物，已引发全球广泛关注。农用地膜、灌溉水和土壤富集、以及塑料包装等使用，导致这些粒径小于5mm的微塑料颗粒被农作物吸收并累积，进而影响农产品质量安全与营养品质，最终通过食物链进入人体，对人类健康构成潜在威胁。蔬菜作为健康饮食的重要组成部分，约占人体每日所需营养的41%，堪称人类日常营养的基石。随着蔬菜农产品中微塑料污染问题的日益突出，发展高效、绿色的农业微塑料污染治理技术，已成为保障农产品质量安全、实现农业可持续发展的迫切需求。 

       针对上述问题，该文章提出采用光催化技术作为绿色治理的新方向。与传统焚烧、填埋等高能耗、易产生二次污染的方式不同，也与吸附、膜分离等技术在处理效率与成本方面的局限形成对比，光催化技术凭借其清洁、低耗的特性，尤其适合在农业环境中推广使用。该技术核心在于设计高性能催化剂利用太阳能驱动催化反应，将微塑料从稳定的高分子聚合物逐步降解，直至彻底分解。在各类催化剂材料中，金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）及其衍生材料（如ZIFs）展现出显著优势，因其可调控的孔隙结构、高比表面积和优异的光响应特性，成为新型光催化剂的研发热点。通过精准设计活性位点、构建异质结以提升电荷分离效率，不仅可实现微塑料的彻底矿化，还能选择性地将其“升级再造”为甲酸、苯甲酸等化学品，契合绿色循环理念。此外，文章梳理了框架材料光催化技术从实验室走向实际应用仍面临的挑战，包括催化剂的长期稳定性、规模化反应器设计以及太阳光的高效利用等问题。未来，通过材料科学、环境工程与农业生态学等多学科交叉创新，这项技术有望成为构建清洁农田、保障蔬菜农产品安全的有力工具，为推进农业绿色可持续发展提供新思路。

       中国农业科学院蔬菜花卉研究所为论文第一完成单位，硕士研究生李书宇为论文第一作者，秦琳助理研究员、徐东辉研究员、姚燎原教授（北京理工大学）、牛义副教授（西南大学）为共同通讯作者。该研究依托于蔬菜生物育种全国重点实验室、农业农村部蔬菜质量安全控制重点实验室开展，获得了中国农业科学院科技创新工程、国家重点研发计划、国家现代农业技术产业体系建设专项基金项目、国家盐碱地综合利用技术创新中心项目等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cjsc.2025.100752