废物

研究员埃里克·大卫·托雷斯，化学工程博士，Conicet Patagonia Confluencia的博士后研究员，在圣胡安获得了2025年多明戈·福斯蒂诺·萨米恩托科学与创新奖。这位33岁的圣胡安人成功地提供了一个创新和战略性的解决方案，以应对一个重大环境挑战：利用农业工业废弃物。 “投资于科学是实现可持续发展的唯一途径，”托雷斯坚信应用研究是该地区和国家未来的关键。 以创新为标志的职业生涯 虽然居住在圣胡安，托雷斯在化学工程研究所（IIQ）工作，该研究所与内乌肯的国立科马胡大学的Probien-Conicet相关联。从那里，他开发旨在将废弃物转化为清洁能源和有价值的副产品的项目。 他的学术道路始于多明戈·福斯蒂诺·萨米恩托工业学校，在那里他接受了电子学培训。随后，他进入工业工程，在该专业中修读了45门课程，进行了专业实践，并于2018年完成了本科学位论文。 同年，他获得了Conicet的博士奖学金，开始在化学工程中专注于清洁过程的培训。他的博士论文题为“农业工业废弃物的热解气化。应用外热、经济和环境指标”，由研究员赫尔曼·马扎和罗莎·罗德里格斯指导。 研究：热解和废弃物增值 托雷斯专注于慢速热解的综合研究，这是一种在惰性气氛（无氧）下的热化学降解过程，应用于农业工业废弃物如核桃壳、杏仁和啤酒糟。 该过程产生三种高价值产品： 生物炭：一种富含碳的多孔固体，可用于改善土壤、保留污染物并作为热化学过程的催化剂。 生物油：一种具有能源和化学应用的液体。 气体：可在可再生能源领域利用的能源载体。 这些副产品使得产生负面环境影响的废弃物转变为循环经济的战略资源。 认可与前景 由于这项工作，托雷斯获得了由圣胡安科学、技术与创新国务秘书处（Seciti）颁发的2025年多明戈·福斯蒂诺·萨米恩托科学与创新奖。该奖项表彰推动科学和技术发展并具有区域影响的创新解决方案的研究。 “获得这个奖项是一个巨大的荣誉，因为它以萨米恩托的名字命名。这意味着将当前的科学努力与一位相信国家进步是通过教育和科学建设的人的愿景联系起来，”托雷斯对《里奥内格罗日报》表示。 应用于可持续发展的科学 托雷斯的贡献与农业工业废弃物的减少和增值有关，现在被视为资源。他的研究表明，可以将环境问题转化为可持续发展的机会，产生清洁能源和对农业和工业有用的产品。 学术努力、技术创新和环境承诺的结合使埃里克·大卫·托雷斯成为阿根廷科学界的年轻代表之一，能够将研究与社会的具体需求联系起来。 埃里克·大卫·托雷斯的职业生涯反映了科学和创新如何能够改变地方现实并提供全球解决方案。他在农业工业废弃物方面的工作不仅有助于向可再生能源的过渡，还加强了循环经济和环境可持续性。

每天，大量的食物残渣和有机废物被送到垃圾箱，这个目的地标志着浪费与再生之间的区别。这些材料如果得到适当处理，就会转化为堆肥，一种天然肥料，能够以可持续的方式改善土壤并滋养大地。 堆肥堆肥化模仿了森林中自然发生的过程，当树叶落下并分解形成肥沃的腐殖质时。然而，与自发过程不同，家庭或工业堆肥是在控制下进行的，目的是加速分解并避免负面影响。 通过微生物的作用——如细菌和真菌——堆肥化将有机废物转化为稳定的、富含营养且无病原体的材料。最终的结果是具有湿土气味的产品，象征着环境平衡。 堆肥作为减少废物和再生生命的生态关键。照片：Unsplash。 堆肥过程如何运作 堆肥需要三个基本因素：氧气、湿度和受控温度。在好氧条件下，微生物分解废物的过程持续两到三个月。 在第一阶段，称为发酵，由于生物活动的强烈，废物被加热，温度可达70°C。这种热量消除了种子和病原体，确保了安全和健康的堆肥。 然后进入成熟阶段，此时温度下降，有机物质稳定。材料获得其最终结构，定期通风，并进行湿度和质地控制，直到成为可用的肥料。 堆肥的环境效益 堆肥不仅是一种天然肥料：它是应对环境危机的强大工具。首先，它减少了送往垃圾填埋场的废物量，从而减少了甲烷的排放，这是一种比CO₂强25倍的温室气体。 此外，它改善了土壤结构，提高了土壤的保水和养分能力，这对农业和自然生态系统都有益。它还促进了微生物多样性，再生退化的土壤，并帮助减轻侵蚀的影响。 其持续使用推动了循环经济循环，废物再次转化为资源，以可持续的方式关闭有机物质的循环。 堆肥作为减少废物的生态关键。 可以堆肥的材料 堆肥的成功取决于正确的废物分离。只能包括可生物降解且无污染物的材料。 适合的材料包括： 水果和蔬菜残渣。 蛋壳、咖啡渣和无订书针的茶包。 干叶、细树枝和割下的草坪。 无油墨和塑料的餐巾纸和厨房用纸。 相反，应避免： 肉类、鱼类和骨头。 乳制品、油类或熟食。 塑料、金属和玻璃。 宠物粪便或尿布。 正确分离废物可确保堆肥清洁、无异味且高质量。 如何在家制作堆肥：逐步指南 在家制作堆肥比看起来简单，即使在阳台或小庭院也可以进行。只需要一个通风的容器、有机废物和一点坚持。 步骤1：选择容器。 可以是商业堆肥箱，也可以是带有通风孔的木箱或塑料箱。 步骤2：创建基础。 在底部放置树枝或干燥的残渣，以促进通风并防止过度湿润。 步骤3：添加废物。 交替放置湿层（厨房残渣）和干层（树叶或纸板）。保持混合物平衡，以免压实。 步骤4：通风和控制。 每7-10天翻动混合物，并检查其是否湿润，但不要浸湿。如果有异味，添加更多干材料。 步骤5：等待和收获。 两到三个月后，堆肥就准备好了：颜色深、质地松软，闻起来像土壤。 这种天然肥料可以应用于花盆、花园或城市菜园，完成废物的生态循环。 堆肥作为生态关键。 堆肥和生态转型 堆肥代表了一种日常环境行动，具有全球影响。每个家庭分离和转化其废物都有助于减少污染、再生土壤并减少对化学肥料的依赖。 面对城市废物的增加和土壤肥力的丧失，堆肥成为一种生态、经济和社会解决方案，能够为我们曾经认为是垃圾的东西赋予生命。 将食物残渣转化为肥沃的土壤不仅是一种环境实践：它是对地球未来和将居住在其土壤上的世代的承诺。

塑料污染是我们这个时代最大的环境灾难之一。每年生产超过4亿吨塑料，其中大部分最终进入海洋、河流和土壤，释放出已经存在于空气、水和食物中的微塑料。 在这种情况下，一种小型亚马逊真菌可能成为行星生态灭绝的自然解决方案。 Pestalotiopsis microspora的发现 Pestalotiopsis属由阿根廷真菌学家Carlos Luigi Spegazzini于1880年描述。然而，直到2011年，耶鲁大学的一组研究人员在探索厄瓜多尔亚马逊时，才发现其一个物种具有非凡的能力：分解聚氨酯并在无氧条件下生存。 这种内生真菌通常栖息在植物组织内而不造成伤害，其独特的代谢能力令科学界感到惊讶。 通过特定的酶，Pestalotiopsis microspora可以打破聚氨酯的化学键，并将其转化为更简单的化合物，作为能源来源。 一种能够转化废物的代谢能力 这种真菌以塑料为食的能力使其成为环境生物技术的关键候选者。 科学家们正在研究如何利用其酶来实现更可持续的废物处理系统，以及如何将这种能力的相关基因转移到其他微生物中，从而降解像PET或PVC这样的塑料。 尽管其实际应用仍处于实验阶段，但这一发现开启了生物回收设施的可能性，在这些设施中，真菌群落可以分解成吨的塑料废物，大幅减少污染。 PET危机：全球挑战 PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）是最常见和最具问题的塑料之一。其耐用性和低回收率使其成为持久的污染物： 环境污染 持久性：可能需要超过400年才能降解。 生态系统污染：影响土壤、地下水和海洋，损害栖息地和物种。 微塑料：在分解过程中释放有毒颗粒。 健康风险 化学物质释放：如邻苯二甲酸盐等危险物质可能渗入水和食物中。 健康问题：长期暴露与呼吸、皮肤和内分泌疾病相关。 回收效率低 低回收率：全球仅有11%的PET被回收。 污染性方法：传统工艺产生排放并降低回收材料的质量。 大量废物：一次性塑料占当前生产的一半，填满垃圾填埋场和焚化炉。 生物技术的希望 Pestalotiopsis microspora代表了一种应对塑料危机的自然替代方案。其降解聚氨酯和在极端条件下生存的能力使其成为未来废物管理的宝贵资源。 尽管将这一发现扩大到工业规模还需要多年的研究，但道路已经打开。生物技术可能将今天的全球问题转变为恢复生态系统和保护人类健康的机会。 这一发现的重要性 这种“吃”塑料的亚马逊真菌表明，自然界为最复杂的环境挑战提供了意想不到的解决方案。 如果能够利用其潜力，我们可能正面临一项革命性工具，用以应对塑料危机，并迈向更可持续的生产和消费模式。

在卡斯特拉尔的国家农业技术研究所（INTA）举办了一场科学会议，汇集了来自阿根廷、中国、墨西哥和美国的专家，主题为“从废物到资源：农业可持续发展的国际创新”。 此次活动标志着INTA与中国农业农村部沼气研究所（BIOMA）签署的协议取得了新进展，重点在于共同创造解决方案，以减少动物有机废物造成的污染。 自2021年起生效的协议推动了沼气作为可再生能源生产、天然肥料和生态农业实践的研究，以促进农村社区的可持续性。 动物有机废物如何影响环境 来自集约化畜牧业和其他农业活动的废物如果管理不当，会成为严重的环境问题。这些废物释放温室气体，污染地下水层并降低土壤质量。 不受控制的分解会产生甲烷和一氧化二氮，这两者是全球变暖的主要原因。此外，粪便和污水排入水体会导致富营养化，这一现象会减少氧气并影响水生生命。 在地方层面，影响包括气味、害虫滋生和对农村社区的健康影响。面对这些问题，开发清洁技术将废物转化为沼气成为一种有效的策略，以减缓排放并恢复养分。 沼气：可再生能源和天然肥料 沼气通过厌氧消化过程获得，其中微生物将动物废物转化为甲烷气体和富含养分的液体副产品。该气体可以注入能源网络，替代化石燃料或发电。 剩余的物质，称为“消化物”，用作天然生物肥料。其高含量的氮、磷和有机物质有助于减少化学投入品的使用，促进土壤再生和农业系统的生态平衡。 INTA和BIOMA的联合试验将这项技术应用于草莓、花卉、牧草和番茄的种植。结果显示生产力提高、成本降低，与传统模式相比，环境影响显著减少。 科学、交流与共享的可持续性 阿根廷和中国之间的科学合作代表了一种应对全球挑战如气候变化和环境退化的联合工作模式。通过培训、共享研究和联合出版物，两个国家加强了技术转移和可持续发展。 这些计划包括在中国沼气研究所对研究人员的培训以及中国专家访问INTA中心。这些交流促进了专业人才的培养和适应当地生产现实的解决方案的采用。 双边关系也增强了能源多样化和农村自主，将废物转化为有价值的资源。利用沼气象征着向更清洁、循环和有弹性的农业迈出了具体的一步，以应对环境危机。

在不列颠哥伦比亚省（加拿大）的萨里生物燃料工厂，每年处理超过115,000吨有机废物以产生可再生天然气（RNG）。 但现在，不列颠哥伦比亚大学（UBC）的一个团队更进一步：他们识别出一种新的Natronincolaceae细菌，即使在以前阻碍过程的条件下也能优化这一过程。 重新定义微生物效率的发现 通过厌氧消化生产沼气是一项已有百年历史的技术，但其效率取决于微生物群落的稳定性。 由Ryan Ziels博士领导的团队发现的微生物能够在高浓度氨（对许多微生物有毒的化合物）环境中，保持从乙酸中生产甲烷的活性。 “这一发现并没有改变基础技术，但确实提高了其性能并避免了昂贵的中断，”共同作者Steven Hallam博士在发表在《自然微生物学》上的研究中解释道。 有机废物如何转化为能源 该过程包括几个阶段： 厌氧消化：微生物将废物分解为简单化合物 转化为有机酸，如乙酸 转化为甲烷，RNG的主要成分 该气体通过一个处理系统，包括： 初步压缩 化学洗涤（洗涤塔）以去除CO₂和H₂S 减压和脱气（闪蒸罐和剥离器） 最终干燥以防止腐蚀 结果是：纯度为98%的RNG，准备好注入分配网络或用作车辆燃料。 实际和环境影响 更高的能源效率：更强大和高效的消化器 减少排放：RNG替代化石燃料 减少垃圾填埋场废物：在当地得到利用 模块化应用：适用于农村社区和农业区 与公共政策的协同作用：加强加拿大和德国等国的能源转型目标 环境生物技术：精确性和自动化 通过稳定碳标记等技术，研究人员追踪了已知微生物消失时哪些微生物仍然活跃。这使得他们能够识别看不见的物种并理解它们如何在废物转化中协作。 如今，许多沼气厂拥有数字监控、温度、pH值和有机负荷的自动控制，以及能够精确自动化过程的系统。 循环生物经济：将废物转化为资源 这一发现与全球倡导的循环生物经济倡议一致，在这种经济中，废物不会被丢弃，而是通过生物过程重新增值。这甚至为利用专门的微生物群落减轻海洋塑料污染开辟了新的研究方向。 结论很明确：每升沼气背后都有工程学、应用微生物学和尖端技术。真正的挑战在于继续完善系统并更好地理解使得公正、分散且基于自然过程的能源转型成为可能的微生物。