环境科学与生物技术前沿25年:从可持续发展到再生性技术的范式跃迁

《REVIEWS IN ENVIRONMENTAL SCIENCE AND BIO-TECHNOLOGY》:Reviews in Environmental Science and Bio/Technology (RESB): the first 25 years

【字体: 时间:2026年02月15日 来源:REVIEWS IN ENVIRONMENTAL SCIENCE AND BIO-TECHNOLOGY 10.6

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  本刊25周年特辑深度解析:聚焦环境危机下的生物技术创新,涵盖微生物代谢(如anammox)、废物资源化(生物炼制、量子点制备)等突破,揭示再生性技术如何逆转生态损伤,为碳中和与资源循环提供科学蓝图。

  
当人类迈入2026年,地球正经历着前所未有的挑战:人口激增加剧资源争夺,亚马逊雨林以每分钟3个足球场的速度消失,冻土融化释放的甲烷正加速气候恶性循环——这些危机在25年前《环境科学与生物技术评论》(Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, RESB)创刊时还只是科学预警,如今已成为迫在眉睫的生存命题。
这份创刊25周年的纪念特辑,用科学文献串联起一部“人类自救史”:从2000年创刊时的污染控制技术,到如今倡导的“再生性环境生物技术”,期刊记录着人类如何用微生物代谢奇迹(如厌氧氨氧化anammox)将废水变能源,用农业废弃物炼制生物塑料,甚至利用金属废料合成抗癌量子点。这些研究不仅回应了《寂静的春天》的生态预警,更在技术上实现了从“减少破坏”到“主动修复”的革命性跨越。
研究团队通过文献计量学方法系统梳理了25年来全球学者在RESB发表的1200余篇综述,重点分析三大技术脉络:一是微生物驱动的资源回收技术(如厌氧消化产甲烷、微生物电化学制氢),二是基于合成生物学的材料创新(如细菌合成量子点),三是跨尺度生态修复模型(如湿地-城市耦合系统)。样本涵盖六大洲研究机构,包括欧盟地平线计划资助的废弃物资源化示范工程及中国“双碳”目标下的技术验证项目。
微生物代谢:自然界的“化学魔术师”
研究发现,厌氧氨氧化(anammox)细菌可将含氮废水处理能耗降低60%,而“电缆细菌”能通过厘米级电子传递修复污染底泥——这些天然代谢机制被转化为模块化生物反应器,已在荷兰鹿特丹港实现万吨级废水脱氮。
废物资源化:线性经济的技术突围
农业秸秆经微生物发酵可同时产出乳酸(PLA塑料原料)与生物氢,德国某试点工厂已实现“一吨秸秆发电400度+产酸200公斤”的循环效益;金属废料中培养的硫还原菌能合成荧光量子点,其抗癌活性在小鼠模型中验证优于传统化疗药物。
再生性技术:从“无害化”到“增益性”
传统污水处理厂升级为“生态枢纽”:曝气池引入藻类固定CO2,污泥培育的昆虫蛋白反哺水产养殖,荷兰代尔夫特案例显示此类系统可使碳足迹降低42%,并额外创造水资源价值。
这些成果标志着环境技术已进入“再生时代”:不再是简单控制污染,而是通过生物技术创新重构生态功能。正如RESB特辑所论证的,当污水处理厂能产粮、垃圾填埋场可固碳,人类文明与自然系统的共生关系将迎来新范式——这或许正是《寂静的春天》作者蕾切尔·卡森所期待的“技术救赎”。
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