近日,山东大学环境科学与工程学院“检微知塑——大气微纳塑料全流程减排检测系统实践探索队”赴山东临沂恒泰新能源有限公司开展社会实践调研。团队聚焦大气微纳塑料这一全球关注的新型环境污染物,以垃圾焚烧处置全流程为核心研究场景,通过现场摸排采样、自研系统实测、校企座谈研讨、基地共建落地四重路径,将实验室科研成果对接工业实际需求,在一线实践中破解检测技术瓶颈、探索污染减排方案,以青年科创之力助力新污染物治理与生态文明建设,书写新时代环境学子的科创报国答卷。

现场摸排:解锁垃圾焚烧场景微塑料释放规律
微塑料作为持久性新型污染物,凭借难降解、易迁移、可生物累积的特性,已成为全球环境治理领域的重点议题。实践期间,团队深入厂区生产一线,沿垃圾卸料、破碎分选、焚烧处置、烟气净化、飞灰转运、炉渣资源化利用全产业链路展开拉网式调研。在卸料大厅,队员们重点关注垃圾倾卸、抓斗作业过程中机械扰动引发的微塑料逸散现象,在不同通风工况、不同作业时段布设采样点位,同步记录作业强度、环境温湿度、风向风速等关键参数;在破碎与焚烧环节,团队逐一核对烟气净化系统各单元的污染物去除效能,分析高温焚烧后残留微塑料的形貌特征与粒径分布规律;在飞灰暂存与炉渣处置区,队员们针对飞灰转运、炉渣出料等易产生扬尘的环节,开展定点采样与扩散路径追踪。

“以往在课本上只了解微塑料的分类与危害,真正走到生产现场才明白,每一个作业环节的细微差异,都会直接改变微塑料的排放特征。”调研过程中,队员们边记录边与企业技术人员交流,将课本上的抽象理论与真实工业场景逐一对应。通过连续多日的现场摸排与样品采集,团队系统梳理了垃圾焚烧全流程各节点的大气微纳塑料释放特征、迁移路径与关键影响因素,初步构建了厂区尺度的大气微纳塑料时空分布图谱,为后续针对性减排策略制定积累了一手现场数据。
硬核实测:自研检测系统落地工业场景验真提效
针对当前大气微纳塑料检测普遍存在操作流程繁琐、检测周期冗长、小尺寸颗粒识别精度不足、无机颗粒干扰难排除等行业痛点,团队依托前期科研积累,自主研发了一套集“微流控富集分选-纳米孔计数测径-SERS光谱指纹识别-AI智能溯源分析”于一体的大气微纳塑料全流程减排检测系统。此次实践的核心任务之一,便是将这套实验室原型系统带入工业现场,在真实复杂工况中完成效能验证与适配性优化。

在厂区配套实验室内,队员们严格按照规范流程对现场采集的大气样品进行前处理,随后启动自研检测系统开展批量测试。相较于传统依赖实验室大型精密仪器、耗时数天的检测方式,这套集成化系统将单一样品的检测周期大幅压缩;同时通过微流控芯片实现微纳塑料的高效富集与分选,结合表面增强拉曼光谱技术完成聚合物类型精准识别,内置的支持向量机与卷积神经网络双算法模型,可自动实现颗粒计数、粒径测量与污染来源判定,对20微米以下的微纳塑料检测精度显著优于常规检测手段。
现场测试过程中,团队也直面工业场景的现实挑战:厂区空气高粉尘、高湿度的环境会对光学检测模块产生信号干扰,复杂的气溶胶成分也增加了塑料颗粒与无机颗粒的区分难度。队员们没有止步于预设方案,而是联合企业环保技术人员展开专题研讨,结合现场工况逐一排查问题根源,针对性提出了样品预过滤模块优化、光路单元防尘密封改造、算法模型加入工业场景数据集训练等一系列改进方案,为这套检测系统从实验室原型走向工业级应用明确了迭代方向。
协同赋能:校企共建实践基地共绘减排蓝图
实践期间,团队与临沂恒泰新能源有限公司技术管理部、环保运行部、生产运营部等多部门负责人开展多轮专题座谈,围绕垃圾焚烧企业环境管控需求、微塑料治理痛点、检测技术落地路径、人才培养合作等议题展开深度交流。
企业方面表示,随着我国新污染物治理工作持续推进,垃圾焚烧行业的环境管控标准不断细化,但目前针对大气微塑料这类新型污染物,行业内仍缺乏成熟的现场快速检测技术与标准化减排方案,企业日常管控存在技术支撑不足的现实难题。团队结合本次现场调研与实测结果,围绕卸料区负压密闭改造、飞灰转运全流程防尘、厂区环境微塑料常态化监测点位布设等具体场景,提出了多项可落地的优化建议,得到企业技术人员的高度认可。

基于本次实践的良好合作基础与长期协同愿景,双方正式达成共建大学生社会实践基地的合作共识。临沂恒泰新能源有限公司表示,山东大学实践队治学态度严谨、专业功底扎实、执行纪律严明,高质量完成了各项调研测试任务,其研究成果对企业提升精细化环境管理水平具有实际参考价值。未来,基地将作为山东大学环境学科产学研协同育人的重要平台,企业将持续为师生提供真实生产场景、一线技术指导与配套保障支持,学校则发挥学科科研优势,共同推进环境检测技术研发、污染减排方案优化与专业人才培养,实现校企双赢、协同发展。
青春力行:以专业所长践行生态报国使命
当前,我国正深入推进生态文明建设,将新污染物治理纳入生态环境保护重点工作,“无废城市”建设与“双碳”战略的协同推进,也对环保技术创新与青年人才培养提出了更高要求。山东大学环境科学与工程学院始终坚持“以本为本、知行合一”的育人理念,引导学生走出实验室、走进生产一线,在社会实践中把专业知识与国家需求紧密结合,让青春在科创报国的赛道上绽放光彩。

带队指导教师、山东大学环境科学与工程学院李涛研究员表示,环境学科是一门实践性极强的学科,真正的科研问题永远来自于真实场景。“从课本上的理论公式,到车间里的轰鸣设备;从实验室里的反复调试,到工业现场的落地验证,这次实践让我们真切感受到了环保技术的价值与重量。”实践队队长周一凡表示,老一辈环保人攻坚克难筑牢了我国生态保护的根基,作为新一代环境专业学子,更要接过接力棒,瞄准国家环保领域技术难题深耕细研,用实实在在的科创成果守护蓝天碧水,为建设美丽中国贡献青春力量。
此次社会实践既是山东大学“检微知塑”实践队的一次科创力行,也是高校环境学科服务产业发展、助力生态治理的生动缩影。据了解,团队后续将基于本次实践获取的一手数据,进一步优化检测系统性能,形成专项调研报告与科普材料,通过校园宣讲、社区科普等形式向公众普及大气微塑料污染防治知识,让专业科研成果走出实验室、惠及更多群体。如今,越来越多的山大环境学子正走出校园、奔赴一线,以“学无止境、气有浩然”的校训精神为指引,把青春奋斗融入国家生态文明建设事业,在守护生态底色的道路上留下坚实的青春足迹。(通讯作者:周一凡、李涛)