利用丝状真菌介导的黑色素纳米颗粒通过生物吸附实现重金属解毒：一种可持续的方法

《Biodegradation》：Filamentous fungal-mediated melanin nanoparticles for heavy metal detoxification via bioadsorption: a sustainable approach

重金属污染治理需要高效环保的生物吸附剂。本研究发现镰刀菌（Curvularia lunata）黑素经超声辅助提取形成的纳米颗粒（MNPs）具有显著吸附性能，其表面活性位点增加60%，对24种重金属中18种（0.15mg/L）实现100%去除率，优于原黑素。XPS证实重金属以络合物形式结合，UV/FTIR验证了eumelanin特征官能团。该技术可替代传统膜分离工艺，具有工业化应用潜力。

　　

摘要

消除重金属污染已成为保护和节约全球水资源的一项重要目标。本研究强调了来自Curvularia lunata的嗜盐真菌黑色素作为一种环保、成本低廉、稳定性高且高效的生物吸附剂的潜力，可用于去除有毒重金属。通过紫外光谱（UV）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析，证实了其中存在真黑色素典型的功能基团。粒径分析显示，未经改性的黑色素（粒径为54.22–87.94纳米）经过处理后变成了黑色素纳米颗粒（MNPs，粒径为22.74–26.41纳米），这表明其吸附表面积得到了显著提高。电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）数据进一步验证了MNPs相较于未经改性的黑色素具有更强的吸附能力。具体而言，在pH值为7、浓度为0.15毫克/升的条件下，MNPs能够100%地去除24种重金属中的18种，其去除效果优于天然黑色素。X射线光电子能谱（XPS）用于确定固体表面的元素组成以及吸附金属的化学形态。超声波辅助提取（UAE）技术通过改善颗粒分散性和增加表面面积，显著提升了吸附效率，从而增加了MNPs上可用于重金属螯合的活性结合位点数量。这种基于真菌修复的方法为水净化提供了一种可扩展且适用于工业应用的解决方案，相比传统的高性能膜技术，该方案所需的工艺改进极少。