川農(nóng)團隊“膜”力出擊！光催化耦合系統(tǒng)改寫抗生素廢水處理格局

—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)。

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)。

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