随着人口的激增、经济的快速发展以及环境的不断恶化而导致的水质性缺水问题在全球范围越来越严重。生物污染是三大重要的水体污染之一，病原微生物污染是重大环境安全问题，全球每年因饮用受微生物污染的水而死亡人数多达200万。特别是在非典、新冠等特殊疫情期，污水中超常浓度的新型病原微生物的风险更高。因此，开展环境水体病原微生物的杀灭机理与防治具有紧迫需求。因此，在国家自然科学基金国家杰出青年科学基金“环境地球化学(41425015)”、国家自然科学基金面上项目“基于原位生成杀菌剂的光电催化方法及机理研究(21077104)”和“典型耐药菌及耐药基因在光和矿物作用下的环境地球化学转化机制研究(41573086)”、香港GRF“A Comparative Study of Natural Magnetic Minerals for Efficient and Cost-Effective Visible-Light-Driven Photocatalytic Disinfection of Bacteria (RGC Reference 14100115)”、广东省省科技计划项目粤港联合创新领域项目“光催化技术杀灭典型抗生素耐药菌机理及其应用示范研究(2017A050506049)”等10个国家和省级项目的资助下，历经16年持续攻关，围绕水体病原微生物如何在环境矿物界面发生死亡应激响应及光催化灭活机制这一关键科学问题，在我国率先开展了深入系统的研究，取得了一系列创新性研究成果。主要成果如下：

    1. 创造性地发展了活性物种(RSs)湮灭法结合隔离系统的新方法，成功揭示了病原微生物杀灭过程中不同RSs的产生途径和作用贡献; 提出了自上而下和自下而上两种截然相反研究杀菌机理的新方法，详细阐明了光催化杀菌的本质，同时建立了杀菌过程中产生的未知分子量生物大分子光催化降解/矿化的定量分析新方法，为光催化杀灭病原微生物的机理研究奠定了分析方法学基础。

    2. 采用单基因敲除菌株的创新对比研究新方法，阐明了典型病原微生物在光和矿物界面杀灭过程中的基因/酶的微观分子应激响应机制，为靶向性实现快速杀灭和矿化病原微生物，深入理解它们在天然矿物界面的环境归趋提供了理论依据。

    3. 基于天然矿物杀菌的原理，揭示天然矿物杀菌的机理，并基于此制备了一系列人工纳米光催化剂来强化病原微生物的高效杀灭，同时将光催化杀菌成功扩展到协同降解有机污染物和产氢，为实现光催化在实际复合污染水体中多类污染物协同杀灭和降解及产生清洁能源等领域提供了新研究思路。

    本项目成果在环境类主流期刊如Environ. Sci. Technol.、Water Res.、Appl. Catal. B: Environ.、Environ. Sci.-Nano等上共发表SCI论文52篇。研究成果受到国内外同行的广泛关注和高度评价，引用刊物包括综合类或环境领域高影响力的Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Nat. Nanotechnol.等。论文总被引用4296次，他引3636次，其中单篇引用最高为639次。5篇代表作总被引用1032次，他引946次，其中4篇入选ESI高被引，1篇入选ESI热点。同时还受邀为国际知名出版社Springer撰写英文书籍《Advances in Photocatalytic Disinfection》，相关成果也入编国家科学思想库《中国学科发展战略: 光化学》专著，为有效推动新一代杀菌技术的发展与水消毒的科技进步提供了坚实的理论基础。完成人安太成教授连续6年入选Elsevier中国高被引学者榜，先后入选国家杰青、教育部高层次人才和国家万人计划领军人才等，团队成员获珠江学者讲席教授、广东省特支计划百千万工程领军人才和广东省杰出青年等，大大推动了环境学科和饮用水消毒科技的发展。