当污染物遇上“黑科技”——记第五届美团青山科技奖环境修复守护者

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（来源：中化新网）

　　你或许难以想象，汽车尾气排放的氮氧化物能转化为滋养庄稼的肥料?浑浊发黑的重金属废水也能“淘”出真金白银?令人头疼的白色塑料污染，其解药藏在曾经“臭名昭著”的硫元素里?

　　这听上去如魔法般的转变，是第五届美团青山科技奖获奖者们带来的科研技术成果。他们以颠覆性的材料与化学技术，重新定义了废弃物与污染物——那些被放错位置的资源，正在被转化为支撑可持续发展的有用之物。

“超级海绵”MOF　把“毒药”变“肥料”

　　“你可以把MOF材料想象成一块设计极其精密的‘超级海绵’。”北京大学杨四海教授这样介绍他的研究方向——金属有机框架材料(MOF)。这种由金属节点和有机链接体构筑的晶体材料，拥有超高孔隙率和可定制的“孔道”，能像海绵吸水一样，特异性地捕捉空气中的“毒素”。

　　杨四海团队正专注于用MOF捕获燃煤、汽车尾气中的主要污染物之一——氮氧化物(NOx)。以前清除NOx通常采用选择性还原等传统技术将其转化为无附加值的N2，存在转化效率低、依赖贵金属等问题。而他们设计的MOF材料，不仅能高效吸附NOx，更能将其在孔道内“原位转化”为硝酸，进而可加工成硝酸铵肥料。

　　“这相当于把污染空气的‘毒药’，变成了滋养大地的‘肥料’。”杨四海介绍说。这项技术并非要完全取代现有的传统工艺，而是作为“增程式”方案，有望突破现有技术的效率瓶颈，为大气污染治理提供全新的闭环解决方案。

　电化学“点金术” 从废水中淘“宝藏”

　　相较于看得见的雾霾，潜伏在水中的重金属污染更具隐蔽性和危害性。清华大学环境学院的兰华春教授，就像一位精通“点金术”的现代治水匠人。

　　他的主攻方向之一，是处理电镀、制革等行业产生的含重金属废水。如针对六价铬高价态强致癌物，兰华春团队创新开发了一种高效电还原技术，能快速将剧毒的六价铬还原为毒性较低、易于沉淀处理的三价铬，处理成本和能耗大幅降低。目前，该技术已在浙江、福建、四川等地多家电镀厂应用，日处理废水可达上万立方米。

　　更令人称奇的是，他们从大自然中获得灵感，模仿珊瑚表面纤毛结构，研发出一种新型仿生吸附材料。这种材料能够像“磁铁”一样，从成分复杂、浓度极低的工业废水甚至电子废液中，精准“钓”出金、铂、稀土等稀贵金属。

　　“许多废水中的有价金属浓度极低，传统回收方法经济上不可行，只能任其流失或成为污染。”兰华春解释道，“我们的技术就是为了解决这个‘低浓度回收’的全球性难题，让废水真正变成‘城市矿山’。”目前，这项技术已完成实验室验证，正向中试和产业化迈进。

　为“恶魔元素”正名　硫化学解困塑料污染

　　提到硫，人们常联想到臭鸡蛋气味和酸雨。华东师范大学姜雪峰教授，却致力于为这个“恶魔元素”正名，并将其转化为治理“白色污染”的关键钥匙。

　　他提出了“3S绿色硫化学理念”——无臭(Smelless)、稳定(Stable)、可持续(Sustainable)，让硫变成安全、友好的化学工具。如今，这把“钥匙”正用来解开塑料污染的症结。

　　“塑料是现代文明的产物，但它的‘身后事’必须由我们负责。”姜雪峰说。全球塑料种类超过300种，尤其是含硫的高性能工程塑料(如聚苯硫醚)，强度高、耐腐蚀，回收降解异常困难。这些材料渗透在生活的各个领域，从日常可见的矿泉水瓶，到海洋渔业的尼龙渔网、农业使用的地膜，再到风力发电机组中巨大的聚醚醚酮轮轴，特别是在新能源汽车领域，单车塑料用量已超过50%。

　　姜雪峰团队利用他们对硫元素性质的深刻理解，开发出独特的硫键活化技术。该技术能精准地切断这些“顽固”塑料中的碳硫键，使其从坚固的高分子降解为可重新利用的小分子原料，从而实现塑料的闭环循环。为此，他选择将研究中心落户三亚，致力于利用多元化的硫化学技术手段来解决塑料回收难题。

　　“青山科技奖不仅是对我们过去工作的认可，更是一种责任。”姜雪峰们的责任，是推动实验室里的“奇思妙想”，走向工厂、江河与蓝天，转化为守护生态环境的坚实力量。