近日,我校生态与资源工程学院联合培养硕士研究生刘丹丹为第一作者,林皓教授为通讯作者,在环境领域知名期刊《Environmental Research》(JCRQ1,IF=8.2)发表题为《Membrane and electric field coassisted promotes the reduction of greenhouse gas emission coupled with humification of thermophilic composting 》的研究论文。该研究论文构建了全新的堆肥技术体系,为有机固体废物资源化利用与低碳处理提供了创新思路与技术支撑。

堆肥是实现有机固体废物资源化利用的关键技术,但传统堆肥普遍存在腐殖化程度低、温室气体排放量大等瓶颈。膜覆盖堆肥可有效阻控有害气体逸散,电场辅助嗜热堆肥则能加速物料腐熟进程,但将膜覆盖与电场辅助技术协同应用于同一高温堆肥体系,实现腐殖化水平提升与温室气体减排的双重效益,相关研究尚未见系统报道。
基于此,课题组创新构建膜-电协同高温堆肥(m-eTC)技术体系。研究结果表明,m-eTC处理后的腐殖酸含量较传统高温堆肥(oTC)和电场辅助高温堆肥(eTC)分别提高1.22倍和1.15倍;以CO2当量计的全球增温潜势较二者分别降低11.9%和9.8%。微生物群落分析显示,m-eTC系统选择性富集了与腐殖化相关的功能菌群(如Nocardiopsis和Saccharomonospora),并显著调控了温室气体排放的关键功能基因(如pmoA和norB)。交互Mantel检验与偏最小二乘路径模型进一步揭示,m-eTC显著增强了堆肥性质及小分子有机酸对腐殖化的正向驱动作用,同时有效减弱了堆肥理化特性与细菌活性对温室气体排放的正向影响。
该研究首次证实,膜-电协同高温堆肥技术是一种兼顾堆肥品质提升与温室气体减排的双效优化策略,有效突破了传统堆肥技术的固有瓶颈。这项成果不仅丰富了有机固体废物堆肥处理的理论体系,更为农业废弃物、市政污泥等有机固废的高效、可持续管理提供了全新的技术路径,对推动循环农业发展、践行“双碳”目标具有重要的理论意义与应用价值。

该研究获得国家重点研发计划(项目编号:2023YFC3207700)、国家自然科学基金(项目编号:42577294;42577272)、福建省高校产学研合作项目(2023N5010;2022N5007)以及中国乌龙茶产业协同创新中心开放课题(2025W05)共同资助。
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013935126015240

