2005年12月,国家高新技术研究发展计划(863计划)课题“超级工程菌剂和解毒酶制剂的开发”正式通过科技部验收,标志着有机磷农药废水、垃圾渗滤液等难生物降解废水处理进入新时代。该课题始于2002年12月,属于资源环境技术领域“水污染控制技术与治理工程”重大专项中的“水污染控制生物强化技术与物化技术”专题。
我国农药残留问题严峻。2000年农业部监测显示,水果、蔬菜中农药总检出率32%,总超标率25%,北京等6大城市超标率超50%。农药残留不仅威胁食品安全,还导致水体、土壤污染,每年经济损失超300亿元。传统洗涤剂仅物理去除农残,造成二次污染;而解毒酶制剂通过酶催化降解有机磷农药,产物安全无毒,经动物实验验证。
研究团队开发了两种核心生物反应器:环流式深床超级工程菌生物反应器和膜-解毒酶-生物反应器。前者利用基因工程菌高效降解难降解有机物,后者结合膜分离与酶催化,提高处理效率。性能指标优于传统技术30%以上。同时,团队获得多项自主知识产权,包括“一种脱毒工程菌及其应用”、“蔬果专用酯类农药残留降解剂”等发明专利。
解毒酶制剂已实现产品化,如吸附于纸巾的便携式农残降解产品,可随时随地去除果蔬农残。该技术已与中美华医联合科技股份有限公司、浙江嘉兴科技局合作,总装备部也计划订购。产业化后,处理1吨重度污染水成本约20元,轻度污染水约10元,预计每年可挽回经济损失75亿元以上。
该研究拓展了分子生物学在环境领域的应用,推动了水污染控制技术跨越式发展,具有显著的社会、环境和经济效益。