2026年02月20日我所博士研究生秦慧芳在Water Research上发表题为“Structure-dependent transformation of cephalosporin antibiotics at MnO₂ surface mediated by iodide and formation of highly toxic iodinated products”（Water Research, 295 (2026), 125515）的研究成果，标志着我中心在水环境中新污染物转化机制与生态风险评估领域取得了新的进展。Water Research是中科院一区TOP期刊，最新影响因子为12.4。本篇论文秦慧芳博士研究生为第一作者，李瑞萍教授和黄应平教授为通讯作者。

头孢菌素类抗生素（CEPs）作为一类新污染物，其环境归趋及生态风险问题备受关注。本研究系统探究了CEPs在碘化物介导下MnO₂表面发生的转化机制与反应路径。该体系对CEPs的转化遵循二级反应动力学，而I^-的存在对不同分子结构的CEPs表现出截然不同的降解效果。结合密度泛函理论（DFT）计算发现，CEPs的反应活性与其最高占据分子轨道能量（E_HOMO）、亲核性指数（N）及电离势（IP）高度相关。进一步研究表明I^-的存在可通过生成活性碘物种（RIS，如I₂/HOI）显著影响CEPs的环境归宿。一方面，RIS可促进头孢哌酮钠（CFP）和头孢羟氨苄（CFX）在酚羟基位点发生亲电取代反应，加速其降解；另一方面，RIS的生成通过竞争MnO₂表面的活性位点，从而抑制缺乏反应性官能团的头孢氨苄（CEX）和头孢唑啉钠（CFZ）的直接氧化。进一步解析了CFP在MnO₂/I^-体系中的主要转化途径，包括硫醚氧化、侧链和β-内酰胺环的水解以及碘化物介导的亲电取代反应。此外，在添加了环境相关浓度的CFP、MnO₂和I^-的地表水样中也检测到了碘化转化产物（I-TPs），证实该过程在真实水环境中具有发生潜力。通过发光细菌毒性测试和ECOSAR预测的毒性评估表明，I-TPs显示出比母体化合物及其非碘化产物更高的毒性。该工作强调了MnO₂和碘化物之间的反应可以深刻地改变CEPs在富碘水环境中的环境归宿和潜在毒性，为水环境污染控制与风险评估提供了重要参考。

这项工作得到了国家自然科学基金（22176110, 22136003, 22476110）和三峡大学开放基金项目的资助。