饮用水中丝状真菌的出现不仅会导致水质气味、色度、浊度和口感等指标的恶化，代谢产生的真菌毒素还会进入人体，对人体健康造成潜在威胁。丝状真菌在水中主要以生物膜的形成存在，生物膜的存在会导致饮用水消毒成本的显著增加，并极大地增加了饮用水微生物爆发风险。探究丝状真菌生物膜的消毒控制效能，对降低饮用水生物安全风险，保障饮用水安全具有重要意义。
本研究选择紫外发光二极管联合氯基消毒剂（氯，二氧化氯、氯胺）工艺，探究紫外发光二极管与氯基消毒剂的组合消毒对黑曲霉生物膜的控制效能，并与传统低压紫外联合工艺消毒效能进行对比。研究表明，单独紫外对黑曲霉生物膜的消毒控制非常有限，而当紫外发光二极管联合氯基消毒剂之后，黑曲霉生物膜的控制效果得到显著性增强。其中，280 nm紫外发光二极管联合氯胺消毒剂可以实现对黑曲霉生物细胞的更高的对数灭活。在此工艺下，黑曲霉生物膜细胞膜通透性损伤更为严重，细胞内活性氧水平进一步增加，并且可以极大程度降低与黑曲霉生物膜胞外聚合物的反应水平，从而增强了黑曲霉生物膜细胞的灭活。
本研究强调选择合适的消毒工艺控制真菌生物膜的重要性。在实际应用中，应该选择消毒效果更好，消毒相对更彻底的紫外发光二极管联合氯胺工艺。研究结果对控制饮用水丝状真菌污染具有重要指导意义。
该成果发表在水处理领域Top期刊Water Research，秦岭水源地水质陕西省野外科学观测研究站文刚教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（编号：52370018，52300010），中国博士后科学基金（编号：2023MD734208）以及陕西省重点科技创新团队项目（编号：2023-CX-TD-32）的资助。
https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122451
图1.紫外发光二极管联合氯基消毒剂工艺灭活黑曲霉生物膜细胞的紫外剂量响应曲线
图2.黑曲霉生物膜细胞灭活速率常数
图3.在300 mJ/cm2紫外剂量条件下黑曲霉生物膜细胞的膜通透性变化
图4.在300 mJ/cm2紫外剂量条件下黑曲霉生物膜细胞内高活性氧水平变化
图5.黑曲霉生物膜胞外聚合物在灭活前后的浓度变化
