曲阜师范大学生命科学学院实践队开展黄河流域水质治理实践

  2025年7月2日至7月4日，曲阜师范大学“声声不息，践履同行”实践队赴山东沂河、廖河及洙水河等黄河支流流域，开展水质检测与治污技术调研。该团队通过科学采样、污水厂实地考察及专利技术转化，探索黄河流域生态保护解决方案。

  科学布点把脉水质

  在环境科学专业教师指导下，实践队采用“流域分区+风险梯度”法，兵分三路同步开展流域调研：沂河曲阜段、廖河沿岸及洙水河等支流区域布设23个采样点，覆盖源头、排污区、农灌回流段等关键区域，系统构建黄河流域生态数据网络。

  “高温天气会导致溶解氧骤降，需在9点前完成敏感指标采样。”环境科学专业导师陈教授现场指导。队员使用便携式多参数检测仪实时监测水温、pH值、电导率等基础指标，同步采集水及时运送至实验室。

  “采样点位的科学性直接决定数据价值。”队长展示检测报告，“3处点位总磷氮达Ⅳ类标准，需警惕富营养化风险。”实验室数据显示，部分区域有机污染物超标，COD峰值达42mg/L，为污染溯源提供量化依据。

  污水厂里的技术课堂

  带着检测数据，团队走进曲阜市污水处理厂。总工程师何主任带领队员沿处理动线讲解：“从粗格栅拦截塑料袋，到生物池微生物‘吃掉’污染物，净化需经六道精密工序。”

  二沉池区域，队员发现污泥沉降比达35%（高于标准值25%）。“沉降比过高会降低出水质量，”何主任现场分析，“建议调整曝气量优化菌群活性。”

  在生物处理区，池内褐色活性污泥剧烈翻涌。“这些微生物群落是净化核心，”王振指着一组实时监测屏，“COD去除率稳定在83%，相当于每天降解9吨污染物。”队员们发现，经紫外线与二氧化氯协同消毒后，出水透明度达1米，可满足城市绿化用水标准。

  污泥资源化撬动治污新路径

  完成黄河流域水质检测与污水处理厂调研后，曲阜师范大学实践队将廖河污水处理厂的活性污泥样本带回环境工程实验室。在专业老师指导下，队员们身着白大褂投入微生物筛选工作：操作恒温振荡培养箱富集菌群，用显微电镜记录产电微生物的形态特征和群落分布，团队耗时72小时完成首轮菌种分离。

  “这些污泥中的产电菌就像微型发电机。”队长指着生物膜反应器中跳动的电压读数。实践队搭建的微生物燃料电池系统内，深褐色菌液持续分解含有机污染物的模拟废水，电子通过石墨电极形成电流。实验室数据显示，该系统对苯酚等典型流域污染物的降解效率达82%，每立方米废水日均发电0.35千瓦时。

  实践队队长在实验台前向队员解释原理：“污染物是微生物的食物，分解过程中释放的电子被电极捕获，废水处理与发电同步完成。”实践队目前已优化培养温度、pH值等5项关键参数，正结合沂河采样点水质数据调整反应器运行模式。

  污泥发电技术实验室验证

  技术关键突破在于电极材料改良。团队采用微生物负载碳毡复合阳极，使电子传递效率提升40%。“同步研发的金属有机骨架阴极材料，将氧还原反应速率提升至传统碳毡的1.8倍。”队长展示电极性能对比数据。扫描电镜显示，新型阴极表面微生物附着密度提高65%，有效解决生物燃料电池的阴极反应动力学瓶颈。

  目前该系统完成连续120小时运行测试，搭载纳米阴极的模块对典型污染物降解效率达85%，比基础版本提升3个百分点。“接下来需解决规模化应用的菌群稳定性问题。”项目指导教授陈老师表示。(通讯员 孙佳慧 刘畅)