——记阜阳师范大学盛良全教授
自古以来，我国都是传统的农业大国，改革开放至今，随着我国现代化农业快速发展，主要农产品产量和贸易量等指标都走向了世界前列。然而，现代化农业废弃物却未能得到合理利用，不仅污染了生态环境，也严重制约了我国农业循环经济发展。如果能实现农业废弃物污染治理与资源化循环利用，将有效缓解生态环境污染问题，也将助力推动我国新农村建设，快速实现国家绿色发展与双碳目标。
阜阳师范大学化学学科带头人、生物质转化与污染防控工程技术研究中心负责人盛良全教授，他主要的研究方向就是：农作物秸秆循环利用、畜禽废弃物资源化利用、农业污染物的监测及降解，在这些领域均已取得了重要进展。近年来，盛良全带领团队主要从事生物质循环利用相关领域的研究工作，并取得了一系列创新性的科研成果。同时，他积极参与产学研合作，相关农作物秸杆综合利用系列研究成果现已在国内多家企业推广应用，产生了显著的经济效益和社会效益。
创新科研 建树颇丰
1965年10月，盛良全生于安徽太湖，1988年7月毕业于武汉大学化学系，2003年毕业于中国科学技术大学化学系获得博士学位。2004年进入阜阳师范学院，并获得教授任职资格，主讲分析化学、仪器分析等课程，此后长期从事科研教学一线工作。2011年入选安徽省第八批学术技术带头人后备人选。曾担任中国科学技术大学硕士生导师，国家海洋局第三海洋研究所兼职研究员，阜阳师范大学化学与材料工程学院院长。现任安徽省生物质转化与污染防控工程技术研究中心负责人、硕士生导师，安徽大学博士生导师。
安徽省是我国的农业大省，每年可收集利用的秸秆总量达4400多万吨，但大部分的秸秆都没有得到合理的利用。为此，盛良全带领团队通过对农作物秸秆转化为低聚木糖的关键技术集成与示范进行研究，对秸秆综合利用的联产模式工艺进行探讨，为秸秆高值化加工和应用开辟了新途径。
针对目前国内农作物秸秆转化功能性低聚糖工艺中转化率低、成本高、纯度低及所剩废渣不能有效处理等问题，盛良全团队采用化学与酶水解法联用技术、混合固态酶的培养技术发酵生产木聚糖酶、酶固定化技术、多层膜分离技术从秸秆等农林废弃物中提取分离低聚木糖。建成了年产10吨的低聚木糖中试生产线1条，形成了稳定的自水解-酶解工艺路线。获得的低聚木糖达到国家标准，纯度达90%以上。此外，团队开展农作物秸秆转化低聚木糖生物有机肥联产的关键技术的示范与推广，以文胜生物为示范基地，完善技术联产的工艺模式，带动了劳动力就业。据了解，该项成果带动安徽省文胜生物工程股份有限公司研发投入大于300万元，拉动产业投资大于500万元。建立了安徽省文胜生物工程股份有限公司等多个科技示范点。同时，团队还将所有关键技术整理成一本技术指导性手册，起到了快速推广技术应用的作用。
当前，农业废弃物污染治理与循环利用是国家绿色发展与双碳目标的重要方向，堆肥正是农业废弃物无害化、减量化和资源化最重要的途径。盛良全介绍，腐殖酸作为堆肥终端产物，在化肥减量增效、土壤修复、改善植物生长及土壤肥力方面发挥着重要作用，调控好氧堆肥腐殖酸形成是有机肥产业健康发展和产品提质增效的重要保障。但一直以来，秸秆和畜禽粪便等农业废弃物堆肥过程中存在着碳氮损失大、次生污染严重、腐殖酸转化率不高、堆肥品位低、肥料产品效益低等难题。
针对于此，盛良全牵头联合江苏省农业科学院、安徽省文胜生物工程股份有限公司和南京宁粮生物工程有限公司组成了攻关团队，经过多年研究，在堆肥腐殖化调控机制、高效转化技术与富含腐殖酸产品开发方面取得了突破。他们的研究阐明了堆肥过程关键组分与酶对腐殖酸形成的调控机制，创建了功能微生物与纳米Mn耦合定向腐殖化堆肥新技术，并开发了促生长提品质的腐殖酸类功能性肥料新产品。基于该成果研发富含腐殖酸的高品位有机肥料和水溶性腐殖酸类肥料新产品共7个，近3年推广应用面积累计达1000万亩，销售收入达10.5亿元，累计处理农业废弃物50万吨以上，减少碳损失2.5万吨以上，减少氮损失1280吨以上，取得了显著的经济、社会及生态效益。
优化技术 产业应用
从18世纪中期至今，人类经历了四次工业革命，大大提升了生产和生活水平，但同时，随着新型工业和人类活动对水资源的污染愈来愈严重，对人的健康也构成了严重威胁。最近在地表水、地下水以及饮用水中检测出了大量的有机物质，如人体药品、兽药、个人护理用品等，即使它们以微量存在也会对人体健康甚至整个生态系统构成严重危害。因此，亟待开发绿色环保高效的新型功能材料用于快速去除环境中的有机污染物。
近年来，盛良全带领团队通过在热解气氛中深度还原四氧化三钴，成功地合成了具有丰富氧空位的超高活性钴氧催化剂。该催化剂活化过氧一硫酸盐对磺胺嘧啶降解的速率常数为6.02 /min分别是钴氧基材料通过氩气气氛得到的产物和未还原的效果的37.6倍和86倍，远高于现有Fenton-like系统在文献中报道。一系列表征结果发现超高活性钴氧催化剂材料中明显存在富氧缺陷，其形貌、结构和表面电子结构发生了显著变化。EPR和自由基鉴定实验证实，单线态氧和超氧自由基对磺胺嘧啶的降解起主要作用。此外，密度泛函理论计算表明，氧空位作用于超高活性钴氧催化剂可以有效调节表面电子结构，增强吸附能，促进电子转移活化过氧一硫酸盐，从而显著提高催化活性。
谈及未来拟开展的工作，盛良全表示，首先是生物质低聚糖技术研发与优化，功能评价与应用体系完善，产业化推广与示范。继续优化低聚糖用酶的性能，提高酶的催化效率、稳定性和特异性，降低生产成本。通过分子改造、定向进化等技术手段，开发新型高效酶制剂，满足大规模工业生产的需求。研究更高效、环保的产品精制工艺，提高低聚糖产品的纯度和品质，满足食品、医药等领域对高品质低聚糖的需求。建立更加完善的低聚糖功能评价与应用体系，深入研究低聚糖在维持肠道微生态平衡、增强免疫力等方面的作用机制，拓展其在功能性食品、保健品、医药等领域的应用范围。并依托研究成果和技术积累，建设低聚糖产业化示范基地，推动低聚糖生产技术的成果转化和产业化应用，开展低聚糖生产技术的培训和服务工作，为企业提供技术咨询、工艺优化、设备选型等全方位的支持，促进低聚糖产业的快速发展。
其次是生物质有机肥转化机制深入研究，降低成本、扩大应用。围绕秸秆和畜禽粪便等农业废弃物在堆肥原料预处理、堆肥工艺参数、腐殖酸定向调控技术，以及生物腐殖酸与高腐殖酸含量有机肥料新产品开发以及产品推广应用等方面形成了较为完整的体系。前期主要对提高腐殖酸产量的堆肥工艺技术参数等进行进行优化，此外，生物腐殖酸提取、纯化阶段步骤繁琐，还有待研究开发更加简便操作步骤与方法。后续还需要进一步研发产品类别，并扩大各类产品在不同地区、不同土壤、不同作物上的应用范围，增强产品的生产能力，增产增效。该技术希望三年内解决。
最后，盛良全表示，未来需要解决落实生物质污染物治理重大需求及监测-防控-资源化体系构建技术难题。目前，随着人类活动对环境的持续影响、更多化学物质的生产和使用等，出现了四大新污染物，即“持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素和微塑料”，它们都是具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征的有毒有害化学物质。其中，生物质污染物作为一种持久性的有机污染物，正是当前普遍关注和重点管控的四大新污染物之一，开展新污染物监测、防控和治理技术则是解决皖北生态环境治理的关键并能提供关键性技术。对此，盛良全将带领团队围绕皖北生物质污染物溯源、开发生物质污染物的监测与绿色降解技术，满足新型污染综合治理的重大需求。
迄今，盛良全已经负责主持国家自然科学基金项目和国际海域资源调查与开发“十二五”课题重大项目子课题、省科技重大专项等多项国家和省部级研究项目，以第一、第二、第四完成人获得安徽省科学技术奖三等奖4项;总计发表科研论文100余篇，SCI收录80余篇，并参编专著多部;授权国家发明专利10余项。
农为邦本，本固邦宁。科技兴农，就是要变“废”为“宝”，盛良全将继续带领团队创新研发，不断攻破技术难关，有力推进农业废弃物污染治理，坚持监测与修复“双管齐下”，解决农业污染难题，改善生态环境，为建设实现美丽中国梦贡献力量。(供稿人：张丽丽)
