城市有机固废处理处置，一头连着生态环境安全，一头连着资源循环利用。当前，污泥、湿垃圾等有机固废处理压力持续加大，打通“无害化处理”与“资源化利用”的最后一公里，已成为推进“无废城市”建设、提升环境治理现代化水平的重要命题。上海大学李小伟教授团队扎根该领域10余年，围绕污泥和湿垃圾处理处置中的关键难题持续攻关，从风险识别到技术优化、从过程调控到资源转化，以创新成果精准回应行业需求，为城市“代谢”产物探寻科学出路。

污泥微塑料：从“隐形污染”到“精准治理”，筑牢资源化安全底线

随着我国污水处理能力的不断提升，污水处理厂产生的污泥量也随之大幅增加。污泥作为污水处理过程中污染物的“终点站”，富集了大量来自生活污水、工业废水的各类污染物，其中，微塑料这一“隐形威胁”，随着污泥土地利用的推进逐渐显现。这些粒径小于5毫米的微小颗粒，肉眼难以察觉，一旦进入土壤，可能影响植物生长、渗透至地下水，甚至通过食物链危害人体健康。摸清其赋存规律、追踪其变化路径、管控其环境风险，是污泥安全资源化的前提

“破解污泥微塑料的环境风险，首先要摸清它的‘家底’——它在污泥中如何赋存、来源是什么、分布有何规律，这些都是精准治理的前提。”李小伟教授表示，团队的研究始于一次覆盖全国范围的系统性“摸底排查”。自2016年起，团队跨越11个省份，收集了28座不同规模、不同区域的污水处理厂，采集了近百份污泥样本，率先系统揭示了我国污泥中微塑料的来源、丰度、类型与形态特征。这项耗时两年的系统性研究成果于2018年发表在国际环境领域权威期刊《Water Research》上，首次向国际同行系统展示了中国污水处理厂污泥微塑料的全貌。研究发现，污泥中微塑料以纤维状颗粒为主，主要与生活源和工业源排放密切相关。其空间分布呈现出明显规律：城市化水平高、经济发达的地区，污泥中微塑料丰度更高。此外，温度和降雨量等气候因素也可能影响微塑料的时间变异性。研究证实，污泥土地利用可能是环境中微塑料的重要释放源头。这一发现为重新审视污泥资源化的潜在风险敲响了警钟。

在摸清家底的基础上，李小伟教授团队并未停下脚步，而是进一步追问：微塑料在污泥处理过程中会发生什么变化？这些变化是否会加剧环境风险？他们发现，微塑料并非静止不动的旁观者。污泥处理过程中的热、化学作用会使微塑料发生显著老化——表面变得粗糙多孔，同时会生成大量含氧官能团等具有强吸附特性的化学基团。而这些变化，使得老化后的微塑料对镉等重金属表现出更高的亲和力，形成“微塑料-重金属”复合污染。这意味着，重金属可能借助微塑料更高效地进入土壤，进一步加剧污染危害。这项研究进一步完善了污泥微塑料的环境风险评价体系，可为污泥土地利用安全性管控提供理论支撑。

风险既已显现，就必须寻找破解之道。团队聚焦污泥微塑料降解难题，经过反复试验、不断优化，将目光投向“水热解聚”技术，提出了一种针对污泥微塑料的高效降解方法。研究发现，该技术对聚酯微塑料（如PET、PBAT等）的降解效果尤佳，而污泥中天然存在的蛋白质、多糖等有机物，有助于强化降解过程。为进一步提升降解效率、降低生态风险，团队优化了处理工艺，提出在水热处理前进行碱预处理，这一改进不仅能将聚酯微塑料的降解效率提升至80%以上，还能显著降低降解产物的生态毒性，经处理后的产物对水生生物和人体相关细胞模型均表现出较低急性毒性，该技术已申请相关专利，为污泥微塑料的精准治理提供了可行的技术路径。

湿垃圾资源化：打通城市有机循环链条

作为超大城市生活垃圾分类与资源化利用体系的重要一环，湿垃圾处理处置水平直接关系到城市绿色低碳转型和“无废城市”建设成效。近年来，随着上海市湿垃圾收运处理体系不断完善。如何提升处理效率、保障衍生品品质、打通资源化利用链条，已成为城市精细化治理中的现实考题。李小伟教授团队立足上海实际，与上海相关企业深度合作，从基础调查、工艺优化到衍生品资源化利用，开展了系统性研究。

围绕湿垃圾处理处置的关键环节开展协同攻关，重点开展了三方面工作：一是构建了上海市湿垃圾处理衍生品品质基础数据库，评估了湿垃圾原料以及厌氧、好氧处理衍生品的土地利用特性，为湿垃圾资源化利用提供了数据支撑和科学依据；二是针对厌氧消化过程中抑制因素多、有机质转化效率不高等问题，团队联合企业开发了多项提质增效新工艺，包括湿垃圾高效预处理技术、多源协同共消化技术等；三是构建了厌氧消化在线监测、智能预警和功能调控系统，推动湿垃圾厌氧处理向稳定高效智能控制方向发展。

在衍生品资源化方面，团队进一步发现，上海湿垃圾厌氧处理产生的沼渣土地利用特性虽显著改善，但仍存在含水率高、腐熟度不足等瓶颈；经好氧发酵处理后，含水率虽有所下降，总养分含量却容易降低。为破解这一难题，团队开发了湿垃圾沼渣好氧深度快速腐熟技术，使腐熟时间由传统垛式好氧堆肥的2个月缩短至12天，直接处理成本降至120元/吨以下，打通了湿垃圾资源化利用的完整链条，与上海湿垃圾处理“厌氧产沼发电、好氧堆肥改土”的主流路径高度契合。

以专业为基，做有用的科研

回望10余年的科研历程，团队负责人李小伟教授用一句话概括团队的理念：以专业为基，做有用的科研。在他看来，真正的科研突破，既来自对科学问题的深度钻研，又源于对行业需求的敏锐洞察。让团队觉得这事值得做下去的瞬间，往往不是论文见刊的那一刻，而是当研究的思路和构想，一步步变成项目中试基地里平稳运行的现实。看着自己的技术从数据变成实实在在的环境效益，正在让污泥处理更干净、让湿垃圾真正循环起来，那种为环境事业做了一点东西的踏实感，是任何学术荣誉都无法替代的。面向未来，团队的方向依然清晰：一是研发更为高效可行的污泥微塑料阻控技术，同时深挖污泥微塑料的环境影响，追踪这些看不见的颗粒在土地利用后如何进入土壤、如何影响植物生长，把风险评估做得更透；二是持续探究湿垃圾处理处置的底层逻辑，从碳到氮、从宏观到微观，把每一个转化环节的机理搞清楚。只有基础扎得深，技术才能立得稳。他们相信，科研创新从来不是一蹴而就，唯有沿着正确方向持续深耕，才能真正为城市减负、为生态赋能、为绿色发展提供坚实支撑。（白涓）