近日，中国农业科学院植物保护研究所农药应用风险控制创新团队在环境期刊Journal of Environmental Management（IF 8.0）在线发表了题为“Visible light photocatalytic degradation of pesticides and antibiotics by H3PO4-activated biochar combined with g-C3N4: Effects, mechanism, degradation pathway, and toxicity assessment”的研究论文，该研究旨在通过制备一种新型的生物炭基-g-C3N4复合材料高效去除水体环境中的农药和抗生素污染，为g-C3N4的改性以及农业污水处理提供了有价值的见解。
农业和畜牧业中广泛使用的农药和抗生素导致的水体环境污染问题成为目前的关注焦点。通过超声-热解法制备了一种生物炭基-g-C3N4复合材料（PBC-g-C3N4（0.15）），光电流密度较g-C3N4增加了4.4倍，在120 min内对吡虫啉的降解率达到89.7%。复合材料吸收可见光后产生的1O2、•O2⁻和•OH是降解吡虫啉的主要活性物种，其中1O2的贡献最大。利用密度泛函理论和高分辨质谱（UHPLC-Q-Exactive MS）分析表明，复合材料降解吡虫啉主要有三种降解路径，包括N-去烷基化、氧化和羟基化，大多数中间产物对斑马鱼、大型溞和绿藻的生态毒性明显低于母体化合物。本研究为利用花生壳等农业废弃物制备改性生物炭增强g-C3N4光催化活性，从而高效去除水体中的农药和抗生素等污染物提供了重要思路。
中国农业科学院植物保护研究所为论文的第一完成单位，硕士生史豪杰和博士生王威为论文第一作者，刘新刚研究员和毛连纲副研究员为通讯作者。该研究工作获得国家重点研发计划青年科学家项目（2021YFD1700300）和国家自然科学基金面上项目（32372604 和32472616）的资助。
