—爭做環(huán)保科技創(chuàng)新先鋒者
2025年7月,四川農(nóng)業(yè)大學(xué)都江堰校區(qū)一支由研究生和本科生組成的“源清興農(nóng)”實踐團隊,在指導(dǎo)教師張可、胡進玲的帶領(lǐng)下,成功開展“光催化耦合人工濕地微生物燃料電池系統(tǒng)(PCW-MFC)研究”項目。該團隊以科技創(chuàng)新破解抗生素廢水處理難題,為農(nóng)村生態(tài)環(huán)境改善與碳中和目標實現(xiàn)開辟新路徑,再次彰顯川農(nóng)學(xué)子服務(wù)鄉(xiāng)村振興、助力國家環(huán)保戰(zhàn)略的使命擔當。
近年來,抗生素廢水污染及甲烷排放問題成為農(nóng)村環(huán)境治理的痛點。傳統(tǒng)處理技術(shù)存在效率低、成本高、二次污染風險等局限。源清興農(nóng)團隊依托環(huán)境工程、微生物學(xué)及材料科學(xué)多學(xué)科優(yōu)勢,由研究生與本科生組成的跨學(xué)科“科研攻關(guān)型”團隊,針對這一問題展開攻堅。在導(dǎo)師指導(dǎo)下,團隊創(chuàng)新構(gòu)建“光催化耦合人工濕地微生物燃料電池系統(tǒng)(PCW-MFC)”,通過赤鐵礦陰極光催化填料、石墨碳氈電極等材料組合,結(jié)合全光譜光激發(fā)技術(shù),實現(xiàn)抗生素降解與甲烷減排協(xié)同控制,團隊采用跨學(xué)科協(xié)作破解環(huán)境難題,科研攻關(guān)直面挑戰(zhàn)。
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圖 1源清興農(nóng)實踐團隊合影
本次實驗數(shù)據(jù)亮眼,技術(shù)創(chuàng)新成效顯著。實驗數(shù)據(jù)顯示,該系統(tǒng)在模擬四環(huán)素廢水處理場景中表現(xiàn)卓越:通過調(diào)控水力停留時間(HRT),實時監(jiān)測COD、抗生素濃度、抗性基因(ARGs)豐度等水質(zhì)指標,同時追蹤電化學(xué)參數(shù)(電壓、功率密度)及甲烷排放通量。研究揭示,系統(tǒng)顯著提升廢水處理效率,有效抑制抗性基因轉(zhuǎn)移,并大幅減少甲烷排放。宏基因組測序與q-PCR技術(shù)進一步解析微生物群落演替機制,為技術(shù)優(yōu)化奠定理論基礎(chǔ)。
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圖 2實驗室模擬實驗場景/PCW-MFC裝置運行圖
項目實踐分為三個階段:前期,成員系統(tǒng)學(xué)習光催化、微生物燃料電池及廢水處理理論,完成材料采購與裝置設(shè)計;中期,團隊在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)市政工程實驗室搭建PCW-MFC裝置,開展連續(xù)運行測試,每日記錄數(shù)據(jù)并優(yōu)化參數(shù);后期,通過數(shù)據(jù)分析與文獻對比,團隊驗證技術(shù)可行性,并撰寫科研報告。實踐全程嚴謹規(guī)范,成員在實驗操作、數(shù)據(jù)分析及團隊協(xié)作能力上獲得顯著提升。
該研究成果不僅為抗生素廢水處理提供突破性技術(shù)路徑,更契合國家碳中和戰(zhàn)略需求。成果意義深遠,助力環(huán)保與碳中和,低成本、易得材料的應(yīng)用使其具備推廣潛力,兼具環(huán)境效益與經(jīng)濟效益。團隊負責人曾參與多項省級競賽并獲獎,項目已入駐校級孵化園,未來有望轉(zhuǎn)化為實際工程應(yīng)用,為農(nóng)村水污染治理與生態(tài)安全保駕護航。
本次實踐不僅是技術(shù)研發(fā)的突破,更是人才培養(yǎng)的縮影。通過‘拔尖計劃’與‘創(chuàng)新訓(xùn)練’,學(xué)生將理論轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力,為農(nóng)業(yè)環(huán)保領(lǐng)域儲備了高素質(zhì)人才。”源清興農(nóng)團隊以實際行動踐行“綠水青山就是金山銀山”理念,為國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略注入科技動力。
未來,該團隊將繼續(xù)深化技術(shù)優(yōu)化,探索更多應(yīng)用場景,力爭為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與生態(tài)文明建設(shè)貢獻更大力量。期待這支川農(nóng)創(chuàng)新團隊持續(xù)突破,書寫更多科技報國的青春篇章!
夏一文供稿
2025年7月13日
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