近期，yl6809永利高原湖泊生态与治理研究院胡广志研究员课题组（高原湖泊生态与环境变化团队）针对水体中磷元素过量的治理和磷资源回收再利用这一研究课题展开系列研究，相关成果在生态与环境领域多个权威期刊发表，包括Biochar一篇（IF:11.452，中科院一区TOP），Chemical Engineering Journal一篇（IF:16.744，中科院一区TOP），Separation and Purification Technology一篇（IF:9.136，中科院一区TOP）和Journal of Environmental Chemical Engineering一篇（IF:7.968，中科院二区）。研究团队借助良好的环境材料合成基础，依据不同的研究目的制备出多种功能性材料应用于水生态保护和环境污染治理等领域，打破传统学科之间的壁垒，积极促进生态、环境和材料等学科的交叉融合。

    含磷废水的无序排放对水生态平衡造成日益严重的影响，如造成水体富营养化和生态系统失衡，严重威胁人类和水生动物的健康。与此同时，随着人口快速增长，导致磷资源匮乏问题也逐渐凸显。吸附技术在处理低浓度磷污染水体方面独具优势，同时吸附后的磷可以直接或间接地被重新利用。研发团队针对水生态环境中普遍存在的富营养化现象，应用先进的技术工艺制备多种功能化吸磷材料，旨在提高吸附剂的安全性和实用性的同时实现磷的去除和回收，为解决湖泊河流等水体中富营养化问题奠定理论基础，同时促进磷吸附与回收利用技术在水生态领域的有效发展。具体成果如下：

    1.文章 “Tri‑functional lanthanum‑based biochar for efficient phosphorus recovery, bacterial inhibition, and soil fertility enhancement” 将沙田柚的中果皮碳化后制得的超薄二维纳米片作为载体，采用化学浸渍法成功将超小粒径和均匀分散的La(OH)3负载到纳米片表面，得到高效磷吸附材料MSBL3，用于吸附水体中的磷，最大吸附量可以达到260.0 mg P g-1[La]。经过6次吸附-解吸循环，MSBL3对磷的吸附效果仍然可以达到初始性能的76.7%，说明具有突出的循环利用性。通过水葫芦的生长状态验证了MSBL3对水体富营养化的抑制作用。0.1M的MSBL3对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别达到98.7%和85.0%，这表明MSBL3不仅可以用于回收水中的P，也可用于改善水质。此外，通过玉米苗的生长情况验证了达到饱和吸磷后的MSBL3废吸附剂是一种良好的土壤肥料，可以作为缓释磷肥使用。因此，本研究中制备的MSBL3不仅可以用于去除水体中过量的磷，还可以用作缓释磷肥提升土壤肥力。该文章发表在Biochar期刊上。第一作者为博士生贾秀秀，通讯作者为胡广志研究员。

    2. 文章“Separable lanthanum-based porous PAN nanofiber membrane for effective aqueous phosphate removal”采用先进的技术手段，静电纺丝法，制备了一种分散良好的镧基多孔聚丙烯腈纳米纤维（LPS），对磷的最大吸附量为218.5 mg P g-1 [La]，La泄漏量仅为74 μg L-1，可以防止水体的二次污染。经LPS处理后，阳宗海水样的总磷可降至4.2 μg L-1，低于中国湖泊和水库地表水环境质量标准第一类标准值（10 μg L-1）。另外，膜状LPS方便固液分离，有望实现在天然水体处理中的大范围应用。由于LPS纳米纤维膜分散性好，也可作为基底材料掺杂其它元素用于去除水生态系统中的各种污染物。该文章发表在Chemical Engineering Journal期刊上，第一作者为博士生贾秀秀，通讯作者为胡广志研究员。

    3. 文章“Rod-shaped lanthanum oxychloride-decorated porous carbon material for efficient and ultra-fast removal of phosphorus from eutrophic water”采用一种新的冷冻干燥热氧化工艺制备了棒状氧化氯镧装饰多孔碳材料聚乙烯基吡咯烷酮/LaOCl （PL），该制备方法为首次报道。PL对磷的吸附量高达90.9 mg P g-1（吸附剂），在较宽的pH范围（2.5 ~ 11）内去除率均大于92.0%。快速吸附是本研究中磷去除的重要特征， 25 min即可去除97.8%以上的磷。对于采集的捞鱼河水样（24 μg P L-1）， 0.01 g的PL可将~53 L的水降至国际标准富营养化阈值(20 μg P L-1)以下。PL对水环境中的磷吸附容量高、速率快、循环稳定性持久，这是由于其制备工艺先进，冷冻干燥环节保证了吸附剂的孔隙度和LaCl3分布的均匀性，随后的热处理过程为产生具有稳定吸附活性的LaOCl创造了条件。该文章发表在Separation and Purification Technology 期刊上，第一作者为博士生贾秀秀，通讯作者为胡广志研究员。

    4.文章“Selective adsorption behavior and mechanism of phosphate in water by different lanthanum modified biochar” 首次定量研究了两种新型镧基锁磷剂对水中磷和竞争离子的选择性，认识了两种锁磷剂的应用效果、作用机制和影响因素。该研究为不同镧形式的锁磷剂在污水中或自然水体中的应用提供了理论依据。具体的研究发现为，La(OH)3/生物炭复合物对磷的选择性（90%-100%）高于La2(CO3)3/生物炭复合物对磷的选择性（73%-99%），并且其对磷的选择性对环境条件的变化不敏感。然而，La(OH)3/生物炭复合物可能会改变水体的pH值，而La2(CO3)3/生物炭复合物对中性水体的pH的影响微弱，且竞争离子不会抑制其对磷的吸附能力。该文章发表在Journal of Environmental Chemical Engineering，第一作者为黄一敏博士后，通讯作者为胡广志研究员。

    以上成果获得了国家重点研发计划项目（2019YFC1804400）和学院“双一流”建设项目（C176220100042）、云南省科技厅社会发展专项（202103AC100001）等项目资助。