综述:微生物酶基水处理技术在智慧城市中的应用:概要综述

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Current Opinion in Environmental Science & Health 6.7

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  (编辑推荐)本综述聚焦智慧城市发展中水资源管理的核心挑战,系统探讨了微生物酶(如漆酶Laccase、酪氨酸酶Tyrosinase等)在去除新兴污染物(ECs)中的可持续优势,对比传统技术的高能耗与二次污染问题,并关联联合国可持续发展目标(SDGs)第6项(清洁饮水),为绿色水处理提供创新思路。

  

Abstract
智慧城市的建设浪潮中,水资源短缺与污染问题日益凸显。传统水处理技术因高能耗、高碳足迹及有毒副产物等问题面临挑战,而微生物酶技术凭借其高效降解新兴污染物(ECs)的特性成为可持续解决方案。本文系统梳理了漆酶(Laccase)、淀粉酶(Amylase)等酶类在ECs去除中的应用,并探讨其与SDGs的协同关系。

Introduction
城市化进程推动全球75%人口将于2050年聚集于城市,印度等国的城市人口比例已从2011年的31.6%跃升至2023年的36.36%。智慧城市虽通过技术创新优化资源分配,但其发展伴随70%的全球CO2
排放量及ECs污染激增。本文聚焦城市水基础设施重构与酶技术的生态价值。

The urban water infrastructure
城市水系统分为四大模块:供水网络、排水系统(含污水处理厂WWTPs)、雨水管理及回用水设施。其中WWTPs需整合超滤(UF)、纳滤(NF)等新技术以应对ECs,但膜污染和能耗问题仍待突破。

Role of microbial enzymes in contaminants removal
微生物酶通过氧化还原反应高效降解药物残留、微塑料等ECs。漆酶可催化酚类化合物聚合,脂肪酶(Lipase)分解油脂污染物,其反应条件温和且副产物可生物降解。相比膜技术,酶处理降低50%能耗并避免化学污泥产生。

Link with SDGs
酶技术直接响应SDG6(清洁饮水和卫生设施),通过闭环水循环减少淡水开采,同时契合SDG11(可持续城市)的低碳要求。印度等发展中国家可通过酶工艺升级实现经济与环境双赢。

Conclusions
智慧城市的水管理需从"末端处理"转向"酶驱动循环"。未来研究应优化酶固定化技术以提升稳定性,并建立ECs数据库指导精准治理。该技术为城市化与生态平衡提供关键纽带。

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