近日，海洋研究院刘纪化教授团队在污水碱化的生态效应研究方面取得新进展。相关成果以“Wastewater-based ocean alkalinity enhancement alleviates effluent-induced disturbance on coastal bacterial community”为题在国际学术期刊Environmental Research发表。海洋研究院博士研究生庞新月为该论文第一作者，刘纪化教授为通讯作者，kaiyun官网入口海洋研究院为通讯单位。

海洋碱度增强（ocean alkalinity enhancement，OAE）被认为是当前应对全球气候变化的重要负排放技术路径，其理论增汇潜力达数十亿吨。其中，污水碱化（Wastewater-based OAE）因产业体系成熟，成为研究和实践的国际热点。污水碱化负排放利用现有污水处理基础设施，通过在排海前提高尾水碱度，借助既有排放体系将碱度输送至近岸海域，为 OAE 的规模化部署提供了成熟的产业基础。虽然理论上污水碱化排海可以缓解海水酸化带来的负面生态效应，但仍缺乏对生态环境影响的直接评估。这正是安全实施污水碱化的关键保障。

基于此，本研究开展了为期 30 天的实验室微宇宙模拟实验，系统评估橄榄石（Olivine）处理的碱化污水输入对近岸细菌群落的影响。研究结果表明，与未碱化污水相比，碱化污水使海水总碱度提高了约 140 μmol kg⁻¹、pH 提高约 0.1 个单位，并在一定程度上缓冲了污水输入造成的碳酸盐体系扰动。与此同时，碱化污水重塑了细菌群落演替轨迹与群落组成，并形成了连接更紧密、抗扰动能力更强的细菌共现网络，具体表现为总边数（total links）、测地效率（geodesic efficiency）和鲁棒性（robustness）更高，而平均路径距离（average path distance）和易损性（vulnerability）更低。值得注意的是，这一网络响应在自由生活型（free-living，FL）细菌中表现得更为突出，表明不同生活型细菌对废水碱化所引起的水体环境变化存在差异化响应（图1）。环境因子分析进一步表明，pH 与细菌群落变化具有较强关联，但作用机制仍有待进一步验证。总体而言，本研究指出，废水碱化不仅有助于改善废水排海后的碳酸盐化学体系，也会积极调节细菌群落对废水来源环境胁迫的响应（图2）。本研究为认识污水碱化在近岸环境中的潜在生态效应提供了科学依据，也为后续开展大尺度和现场条件下的生态安全评估提供了关键参考。

图1 附着型（particle attached）和游离型（free-living）细菌的共现网络及关键类群

图2 碱化污水输入影响近岸细菌群落的示意图

该研究得到了国家重点研发计划（2024YFF0507000）、海洋负排放国际大科学计划（ONCE）和山东省“泰山学者”特聘专家计划（tstp20250703）等项目支持。