近日，闽江大学张铭栋、穆景利课题组在养殖尾水高效除磷材料研究方面取得重要进展，相关研究成果以“Efficient phosphorus sequestration by metastable magnesium-bearing amorphous calcium carbonate via dissolution-coupled precipitation”为题发表于自然指数期刊Water Research（2027, 308: 126981）。闽江大学张铭栋副研究员为论文第一作者，穆景利教授为通讯作者，硕士研究生吴锡辉、林婧雯等参与了相关研究。该研究为低浓度含磷废水的绿色高效处理提供了新的材料与工艺思路，也为亚稳态无定形矿物在污染物界面固定过程中的作用机制研究提供了新的认识。
磷是引发水体富营养化的重要营养元素之一。与工业废水相比，水产养殖尾水中的磷浓度通常较低，传统化学沉淀过程往往面临药剂投加量大、沉淀颗粒细小和低浓度条件下去除效率下降等问题。开发兼具高效捕磷、绿色安全和工程可行性的材料，是养殖尾水治理与磷资源回收领域的重要研究方向。
近年来，闽江大学张铭栋、穆景利课题组持续围绕水产养殖尾水除磷和环境功能材料开展研究，先后在J Hazard Mater (2025, 482: 136565)、Sci China Tech Sci (2026, 69: 1420501)、Desalination (2025, 616: 119379)及Sci Total Environ (2023, 869: 161732, 高被引)等发表系列成果，并开发系列“铭景”捕磷剂产品。
“铭景”注册商标及捕磷剂产品
近期，团队进一步将研究重点聚焦于亚稳态含镁无定形碳酸钙（Mg-ACC），探索其在低磷条件下的高效捕磷机制及规模化制备方法。最新研究表明，Mg-ACC在低磷条件下具有优异的磷捕获性能。研究通过时间分辨表征发现，Mg-ACC在低磷条件下主要经历“溶解-重结晶”过程，而在高磷条件下则表现为向含镁无定形磷酸钙转化的“溶解-再沉淀”过程。尽管两种条件下材料演化路径不同，其磷固定均遵循共同的“溶解耦合磷酸盐沉淀”过程。结合对照实验，研究进一步提出：Mg-ACC持续溶解可能在颗粒界面附近形成有利于磷酸盐沉淀的界面微环境，从而促进低浓度磷的高效固定。
Mg-ACC界面微环境介导的溶解耦合沉淀除磷机制示意图
在工程应用方面，团队针对传统Mg-ACC制备过程中原料利用率不足、废液排放和成本较高等问题，提出了制备废液循环回用（Waste-liquid-recycling，WLR）工艺，并完成了百升级放大验证。该工艺将Mg-ACC原料成本降至约0.42 USD/kg，同时保持稳定的材料性能。实际循环水养鳗尾水处理结果显示，Mg-ACC可将总磷由13.25 mg/L降至0.5 mg/L以下，并表现出良好的沉降性能；反应后含磷固体还具有进一步作为磷资源回收利用的潜力。
Mg-ACC制备废液循环回用（WLR）流程、100 L中试装置及固液分离过程
上述成果得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、福建省海洋经济高质量发展专项、福州海洋研究院科技项目等资助。
（地海学院 通讯员 陈恋）
【责任编辑 罗晓华】