我国是人口大国，城镇化水平持续提高。在“双碳”目标下，绿色可持续发展成为新时代城镇化进程中的重要特征和发展趋势。城镇化水平的提升势必产生大量有机废物。其中，居民生活过程中产生的餐厨垃圾和市政污水处理过程中产生的剩余污泥是典型的城镇有机废物，其年产量持续增加。城镇有机废物中含有大量可生物转化的有机质，具有污染及资源双重属性。倘若不经过合理的处理处置方法，这些有机质将成为碳排放的污染源头。然而，传统的处理处置方法（如焚烧、填埋），将其视为“污染”、“废物”和“碳排放”，具有典型的邻避效应。焚烧，将有机废物中的“碳”转化为二氧化碳，排放于大气之中；填埋，将有机废物中的“碳”暂时堆填于土地资源中，即便是封场后，“碳”物质也会从渗滤液或填埋气中缓慢释放。一方面会造成严重的二次污染，另一方面浪费了宝贵的有机资源。
城镇有机废物高值资源化是绿色低碳循环利用的重要发展模式。基于环境微生物的特点，利用过程强化与代谢调控，可以将城镇有机废物进行定向转化，产生高价值的液态、固态和气态产物，是可持续发展的重要方向。
▲ 阴极电发酵系统示意图
城镇有机废物厌氧消化产沼的产业化应用较为广泛，如何大幅提升产甲烷效能一直是国内外研究者努力的方向；进一步提升城镇有机废物的利用价值，将有机废物中的“碳”转化为附加值更高的产物，如乙酸（时价约3700 元/t）、丙酸（时价约5100 元/t）、乳酸（时价约10000 元/t）等，是目前国内外研究的一个热点。国家发展和改革委员会及生态环境部印发的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》（“禁塑令”），让可生物降解塑料的需求量剧增，其中聚羟基脂肪酸酯（PHA）及聚乳酸（PLA）等可生物降解塑料的研究尤其受到广泛关注；国家发展和改革委员会、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021—2035 年）》鼓励加强可再生能源制氢等低碳前沿技术攻关，这对构建清洁低碳安全高效的能源体系、实现“双碳”目标具有重要意义。此外，国务院2022 年印发的《新污染物治理行动方案》，将“精准治污”提到了更重要的程度，在利用城镇有机废物生化转化的过程中，更不可忽视新污染物的影响。
▲ L-半胱氨酸存在条件下L-葡萄糖的厌氧产乙酸和丙酸的可能代谢途径
为了实现城镇有机废物绿色低碳循环利用和高值生物转化，有必要对这些问题加以研究和讨论。《城镇有机废物高值生物转化调控方法与原理》（陈银广，李响，张欣著. 北京：科学出版社，2024.8）作者系统研究了针对不同高值资源化产物的生物代谢调控方法及原理，详细阐释了生物代谢过程中涉及的重要规律及方法原理。研究成果在实际工程中得到了应用，为我国“无废城市”建设及“碳中和”目标的实现提供了重要的技术与理论支撑。
本书分为8 章。第1 章简要介绍我国城镇有机废物处理处置面临的机遇与挑战以及研究生物转化的意义；第2～7 章，从预处理、微生物活性增强、代谢过程强化等方面，系统阐述城镇有机废物生物转化为乙酸、丙酸、乳酸、聚羟基脂肪酸酯、氢气和甲烷等产物的调控方法及原理；第8 章深入阐述几种代表性新污染物对城镇有机废物高值生物转化的影响及作用机理。
本书得到国家重点研发计划（2019YFC1906300 和2019YFC1906301）、国家“863计划”（2004AA649330 和2011AA060903）、国家自然科学基金（50678125、51178324、51508084、51778454、51878137、52161135105）等项目或课题的支持。
陈银广，李响，张欣著
北京：科学出版社，2024.8
ISBN 978-7-03-076672-4
责任编辑：郭允允 李 洁
本书围绕调控典型城镇有机废物的生物转化过程，以制备不同类型的高值化学品为目标，通过构建相应的功能微生物菌群，建立混合微生物的代谢调控方法，揭示有机废物高值生物转化的调控原理，为城镇有机废物高值生物转化提供理论与技术指导，助推我国“无废城市”建设及“碳中和”目标的实现。
本书可供有机固废处理处置与高值化利用、环境微生物代谢调控、循环经济及环境管理等领域的高等院校、研究院所、技术推广机构等单位的相关人员参考和使用。
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