氟化物污染已成为威胁生态系统稳定与人类健康的重要环境问题，传统氟污染处理技术普遍存在处理成本高昂、易引发二次污染等突出弊端，难以满足绿色低碳的污染治理需求。基于此，本研究选取丝状蓝藻钝顶螺旋藻（Spirulina platensis）为核心研究对象，创新性地采用微生物诱导磷酸盐矿化（microbially induced phosphate mineralization，MIPP）技术，构建了高效的氟污染生物修复体系。
研究通过多因素条件优化，明确了该体系的最优运行参数：当水体初始氟离子（F⁻）浓度为 5 mg/L、钙离子（Ca²⁺）浓度为 75 mg/L、磷（P）浓度为 30 mg/L 时，MIPP 体系展现出优异的除氟效能，处理后水体氟浓度可降至 0.91 mg/L，氟离子去除率高达 83.8%，远超常规生物处理技术的除氟水平。
为揭示其深层作用机理，研究团队开展了系统的机理分析。结果表明，氟离子的高效固定源于特异性矿化反应：在矿化过程中，F⁻可精准取代羟基磷灰石（Ca5 (PO4) 3OH，HAP）晶格中的羟基（OH⁻），形成稳定性极强的氟磷灰石（Ca5 (PO4) 3F，FAP），从而实现氟离子的长效固定。同时，钝顶螺旋藻分泌的胞外聚合物（extracellular polymeric substances，EPS）发挥了关键辅助作用，其中的多糖组分能够为磷酸盐沉淀提供充足的成核位点，加速矿化结晶过程的启动与推进。
值得注意的是，面对氟胁迫环境，钝顶螺旋藻自身也启动了抗逆响应机制：其抗氧化酶系会分阶段被激活，以此缓解氟离子引发的氧化应激损伤；与此同时，藻体整体代谢路径发生显著转向，逐步向抗逆防御与矿化辅助功能倾斜，这一转变直接导致其体内色素、蛋白质及多糖等基础物质的合成含量出现不同程度下降，进一步印证了代谢重心的转移。
综上，MIPP 技术依托钝顶螺旋藻的矿化调控与抗逆响应，实现了氟污染的高效、绿色修复，不仅为氟污染治理提供了新型技术方案，更为复杂复合污染物的协同治理提供了重要的理论依据与数据支撑。
原文链接：Filamentous cyanobacterium Spirulina platensis mediates phosphate biomineralization for efficient fluoride immobilization and drives metabolic shift toward stress resistance and biomineralization
