导读：有害藻华（HABs）已成为美国各地湖泊、河流和沿海水域日益普遍的威胁，危及饮用水供应、水生生态系统、公众健康和当地经济。如今，佛罗里达大西洋大学的研究人员正在开发一种创新技术，有望在藻华扩散之前将其遏制。
2026年8月7日，佛罗里达大西洋大学工程与计算机科学学院已获得美国环境保护署美洲湾分部800,475美元的拨款，用于开发一套人工智能驱动的系统，以去除淡水系统中过量的磷——磷是导致有害藻华的主要因素之一。这项为期三年的项目于7月1日启动。本项目名为“人工智能引导的3D打印吸附剂在除磷中的应用”，由佛罗里达大西洋大学（FAU）土木、环境与测绘工程系副教授马苏德·贾汉达尔·拉沙基博士（MasoudJahandar
Lashaki, Ph.D.）担任首席研究员。联合首席研究员为FAU土木、环境与测绘工程系助理教授刘亚兰博士（Yalan Liu,
Ph.D.）和穆罕默德·阿卜杜勒拉特夫博士（Mohammed Abdellatef,
Ph.D.）。凯斯西储大学的张慧春博士（Huichun(Judy) Zhang, Ph.D.）将担任项目的子受让人。
首席研究员马苏德·贾汉达尔·拉沙基博士是佛罗里达大西洋大学土木、环境与测绘工程系的副教授。（图片来源：佛罗里达大西洋大学）
过量的磷通过农业径流、废水、失效的化粪池系统和城市雨水流入湖泊和水道，导致藻类大量繁殖。这些有害藻华会使水体浑浊，消耗鱼类和其他水生生物所需的氧气，产生对人类、宠物和野生动物有害的毒素，并给依赖清洁水源开展旅游、休闲和渔业活动的社区造成重大经济损失。奥基乔比湖是佛罗里达州最重要的淡水资源之一，由于营养物质含量过高，湖水反复遭受有害藻华的侵袭。由于该湖位于美洲湾流域的源头，下游的磷会影响众多河流、河口和沿海生态系统，因此降低湖泊中的营养物质含量对于改善整个地区的水质至关重要。
目前去除磷的方法往往成本高昂、产生废物，或者在大规模应用时会带来环境挑战。一些化学处理方法会产生大量污泥，而生物处理方法则需要严格控制的条件，这在处理设施之外难以维持。例如，尽管镧基材料能高效地捕获磷，但它们通常以细粉形式施用，这些细粉会沉入湖泊沉积物中，并缓慢地将镧释放回环境中。由佛罗里达大西洋大学（FAU）领导的研究团队旨在通过将先进制造技术与人工智能相结合来克服这些局限性。研究人员将利用天然丰富的海藻——马尾藻，开发出耐用且可回收的3D打印结构。这些结构经过镧改性，能够从水体和湖泊沉积物中捕获磷。与传统的粉末材料不同，这种3D打印结构可以部署、回收、再生和重复使用，从而显著减少浪费，并最大限度地降低镧进入环境的可能性。
拉沙基说道：“这项奖项为我们提供了一个绝佳的机会，让我们能够彻底改变应对有害藻类水华这一顽固成因的方式。通过将可持续的3D打印材料与人工智能技术相结合，我们可以开发出一种更智能、更高效、更环保的解决方案，用于去除水体中的磷。这笔资金将帮助我们加速这项技术的研发和实地测试，同时创建一个最终能够惠及佛罗里达州以外更广泛淡水生态系统的模型。”
人工智能和机器学习将在整个项目中发挥核心作用。研究人员将利用人工智能快速识别最有效的吸附剂配方，确定部署这些结构的最佳位置，并预测除磷措施在预防有害藻华方面效果最佳的区域。通过将环境监测数据与土地利用、天气模式、施肥、畜牧业运营和化粪池系统等信息相结合，技术将有助于指导更精准的养分管理策略。
项目还将在奥基乔比湖的实际环境中验证这项技术。研究人员将利用现场采样、公开的环境数据和无人机监测水质改善、水体透明度提高以及有害藻华减少的情况。最终获得的数据集将通过美国环保署的水质交换平台共享，以帮助其他社区采用类似的方法。除了改善奥基乔比湖的水质外，这项技术的设计目标是可扩展并推广到美国乃至世界各地面临类似营养污染挑战的湖泊、水库和流域。项目预计将降低奥基乔比湖的磷含量，改善水质和透明度，减少有害藻华的发生频率和严重程度，降低美洲湾流域下游的营养污染，并展示一种可重复使用的技术，可应用于全球各地的流域。
佛罗里达大西洋大学工程与计算机科学学院院长斯特拉·巴塔拉玛博士表示：“这项奖项彰显了我们学院在应对一些最紧迫的社会环境挑战方面所开展的创新性跨学科研究。拉沙基教授及其合作者正在开发一种结合先进制造、人工智能和环境工程的解决方案，以保护佛罗里达州最重要的自然资源之一。这项研究的影响远远超出我们州，它提供了一种可扩展的方法，有望改善全球各地社区的水质并保护生态系统。”
来源：南极熊
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