1月，东莞理工学院生态环境工程技术研发中心（简称“生态中心”）科研团队在黑水虻协同污泥资源化处理与温室气体减排研究方面取得重要进展。该研究系统揭示了含银/硫化银纳米颗粒污泥在黑水虻堆肥过程中的温室气体排放规律及其微生物学机制，提出了利用银形态调控黑水虻堆肥过程、降低氧化亚氮和甲烷排放的新思路。相关成果以“Greenhouse gas emissions from black soldier fly composting of silver and silver sulfide nanoparticle-enriched sludge”为题发表于国际期刊Water Research。东莞理工学院为论文第一完成单位，生态中心吴靖滔副研究员为论文第一作者，中国科学院西双版纳热带植物园何新星副研究员和生态中心Jonathan W.C. Wong教授为论文共同通讯作者。

黑水虻堆肥是一种兼具减量化、资源化与高值化潜力的新型污泥处理技术，但其处理过程中可能产生氧化亚氮（N₂O）和甲烷（CH₄）等温室气体，影响绿色低碳应用效果。与此同时，银纳米颗粒广泛应用于医药、化妆品和水处理等领域，进入污水处理系统后多以硫化银纳米颗粒（Ag₂S-NPs）形式富集于污泥中，其在黑水虻堆肥过程中的环境行为及生态效应尚不清楚。针对上述问题，研究团队构建了含银/硫化银纳米颗粒污泥的黑水虻堆肥体系，结合温室气体通量监测、功能基因定量、宏基因组分析及同步辐射表征等手段，系统揭示了银形态转化及其对温室气体排放的影响机制。研究结果表明，黑水虻会增加污泥堆肥过程中N₂O和CH₄排放，而添加Ag-NPs或Ag₂S-NPs后可显著抑制两类温室气体释放。在黑水虻存在条件下，Ag/Ag₂S-NPs使N₂O排放降低51.7%–86.1%，CH₄排放降低44.3%–92.9%，全球增温潜势显著下降。机理分析表明，N₂O减排主要与hao、norB等功能基因受抑及nosZ基因增强有关；CH₄减排则主要与mcrA受抑和pmoA增强有关。进一步研究发现，Ag₂S-NPs在黑水虻肠道中部分转化为AgCl，且生物有效性增强，从而重塑肠道微生物群落并抑制反硝化和产甲烷代谢过程。该研究阐明了含银污泥在黑水虻堆肥过程中的温室气体减排机制，为污泥低碳资源化利用和新污染物风险管理提供了理论依据。

图1.利用黑水虻处理含银污泥体系中N₂O和CH₄的排放量

图2.堆肥过程中黑水虻肠道微生物群落中的氮代谢和甲烷代谢

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124608

撰稿：吴靖滔

一审：宋秋芳

二审：袁立竹

三审：刘倩