我院朱健教授、袁志航博士团队在国际重要影响期刊Water Research（Nature Index 期刊，1 区 Top，IF=12.4）上发表题为Near-complete phosphorus valorization from sewage sludge: Cost-effective co-production of vivianite and bioavailable detoxified hydrochar via a recyclable citric acid-mediated hydrothermal process的论文。论文提出了可回收柠檬酸介导水热工艺，突破了传统污泥磷回收中磷溶解有限、易再固定、产物生物利用度低等瓶颈，实现了市政污泥中磷的近完全资源化，同时联产高纯度蓝铁矿和富有效磷脱毒水热炭，为污泥高值化处置与磷资源循环利用提供了经济高效的解决方案。

该工艺在最优条件下表现出卓越性能：液相磷释放率达到70.5%，且超过95%的液相磷以正磷酸盐形式存在，可从中回收高纯蓝铁矿；同时，固相产物水热炭中92.1% 的残留磷转化为植物可利用的生物有效形态，最终实现总磷综合资源化率高达92.5%。在重金属控制方面，工艺同步完成超90%重金属的去除或稳定化，水热炭重金属浸出浓度严格符合中国和美国标准，生菜发芽和黑麦草盆栽实验证实其无明显植物毒性且能促进植物生长。研究通过多维度光谱与表征技术系统揭示了磷迁移转化的四步级联机理：（1）柠檬酸及其衍生物依次破坏胞外聚合物、细胞结构和蛋白质二级层，暴露被包裹的磷结合位点；（2）柠檬酸多齿官能团优先螯合Fe³⁺/Al³⁺离子，热力学抑制溶解磷的再沉淀；（3）污泥组分催化柠檬酸分解为活性更强的衍生物，通过增强体系酸度和配体-金属电荷转移诱导Fe³⁺还原，进一步放大磷溶解效果；（4）释放的磷酸盐在水热炭的限域空间内与Ca³⁺/Al³⁺离子重组，形成低结晶度、高化学活性的新型生物有效磷相。

图1 柠檬酸介导的污泥水热转化过程磷元素流分析及分配机制

我校生态环境学院为论文第一单位，袁志航博士为第一通讯作者，论文得到了包括朱健教授、上海交通大学环境学院楼紫阳教授和孔龙副研究员、湖南仁和环保科技有限公司尹常凯高级工程师等的重要指导。该研究得到了国家自然科学基金（52400196）、湖南省自然科学基金（2025JJ60091）、湖南省教育厅优秀青年基金（23B0247）等项目的支持与资助。（一审朱健 二审雷丕锋 终审陈永华）

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135426008298