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成都工业学院“於净乡清”团队突破三大技术壁垒,打造农村水体治理方案

来源:实况网 2026-05-07 15:40:37
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随着我国十四五”规划的深入实施,污水处理行业已进入深水区。相较于城市大型污水处理厂的成熟技术,分布广泛、情况复杂的农村小微水体治理显得尤为棘手。这些水体通常具有“分布散、成本高、易反复”的特征。

传统的物理处理技术建设成本高昂,农村地区往往难以承受;化学处理技术虽然见效快,但容易造成二次污染,对农村生活环境产生负面影响;而单一的菌剂修复虽然成本较低,但受环境影响大,无法长效稳定地发挥作用。因此,寻找一种既经济又高效的生态修复技术,成为了摆在科研人员面前的一道难题。

成都工业学院“於净乡清”项目团队,由环境科学与工程专业的宁玉炜担任负责人,汇聚了一批跨学科的优秀学子。他们从真实问题出发,历时数年,攻克了多项技术难关,构建了坚实的核心技术壁垒。

“骨架菌+功能菌”协同新范式。团队基于高通量筛选技术,从本土菌库中锁定了具有强胞外分泌与吸附固着能力的核心“骨架菌”。通过生态位导向,融合基因组与代谢模型解析菌间互作,团队成功将芽孢杆菌、光合菌、硝化菌、乳酸菌、酵母菌等五菌定向耦合。这种“骨架-功能菌”协同模式,实现了菌群的高效协作。数据显示,该复合菌剂对底泥的去除率高达95%,对化学需氧量(COD)的去除率达到65%,对总磷(TP)的去除率达到30%,远超单一菌剂的处理效果。

刺激响应水凝胶微流控包埋技术。为了解决液态菌剂在储存和运输过程中易失活的问题,团队在国内首创了微生物智能递送系统。他们利用海藻酸钠、壳聚糖、瓜尔胶等医用级高分子材料,构建了智能凝胶微球。这种微球就像“菌种休眠仓”,在干燥或常温下,菌体处于低代谢状态,大大延长了保存期限(可达12-28个月)。而当遇到水体中的特定刺激(如pH值、温度、湿度变化)时,凝胶会智能响应,定向释放活菌。例如,聚乙烯醇-甘油网络凝胶在水体湿度刺激下,8小时内保湿缓释效果显著,有效提高了菌剂的长效性和耐负荷冲击能力。

植物-凝胶固载-生态协同修复。项目团队深知,单纯的微生物治理无法完全解决复杂的水体生态问题。因此,他们历时2年,深入四川乐山、江苏高盛、重庆北碚等地,采集了20余种典型底泥与水样,记录了上万组“场景-植-菌-效”数据,构建了小微水体场景效能数据库。基于此,团队开发了针对不同场景(如农村沟渠、鱼塘、黑臭支流)的定制化修复方案。例如,在四川乐山的鱼塘治理中,团队采用了香蒲/菖蒲/美人蕉+氮转化+净水复合凝胶菌剂的模式,不仅有效削减了氨氮和富营养化,还兼顾了底泥内源释放的控制。

“我们的目标很明确,就是要让农村地区的老百姓用得起、用得好环保产品。”项目负责人宁玉炜表示。目前,团队正致力于进一步优化凝胶配方,提高菌剂在极端环境下的存活率。同时,团队也在积极探索人工智能在水质监测与菌剂投加中的应用,力求实现治理过程的智能化和精准化。从实验室的瓶瓶罐罐到田间地头的绿水青山,成都工业学院“於净乡清”团队用科技创新书写了新时代大学生的担当。他们的故事,正是中国青年在生态文明建设中勇攀高峰的生动缩影。(宁玉炜、陈彦陈)

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