近日，南方科技大学环境科学与工程学院副教授郭芷琳课题组在Nature Food发表题为“Changes in meat consumption can improve groundwater quality”的研究论文。该研究揭示了传统肉类生产对地下水污染的长期影响，并提出通过适度改变人们的蛋白质摄入来源，有望显著改善地下水环境质量，助力实现可持续发展目标。

近年来，肉类消费持续增长带来日益显现的环境压力。畜牧业不仅贡献了全球约四分之一的人类蛋白摄入，同时占用了超过30%的土地资源，并导致了显著的温室气体排放和水体污染问题。在全球多个地区，尤其是集约化养殖集中区域，地下水硝酸盐浓度已大幅超过自然水平，威胁饮用水安全，并对可持续发展目标（SDGs）的实现构成挑战。

该研究系统评估了传统肉类生产对地下水硝酸盐污染的影响。研究进一步模拟了将传统肉类摄入量减少10%，并以植物蛋白（豆类）、新动物源（昆虫）和生物技术创新（培养肉或真菌蛋白）等替代品补充蛋白需求的情境变化。结果表明，该替代策略可使氮肥使用量减少3.4%，粪肥减少10.7%，水资源足迹降低4.5%；同时，地下水硝酸盐浓度超标(>10 mg/L)的风险可降低约20%。

图1. 蛋白质来源转变对（a）氮肥、粪肥、水足迹和（b）地下水硝酸盐的影响

此外，研究人员还发现，替代蛋白策略的效果具有显著的地域差异性。以美国为例，畜禽养殖高度集中的德克萨斯州和爱荷华州合计占全国30%以上的存栏量，其减产所带来的环境改善可惠及饲料种植区乃至更广泛区域。对于肉类需求快速增长、畜禽养殖密度高、农业氮肥利用率偏低的国家而言，上述规律具有较高的借鉴价值。通过合理引导居民饮食结构优化，在满足居民营养需求的同时，也可有效减轻农业对地下水系统的压力，推动农业绿色转型和水环境的高质量发展。

南方科技大学为论文第一单位，环境科学与工程学院博士后詹阳为第一作者，郭芷琳副教授为通讯作者。论文共同作者还包括瑞士联邦水科学与技术研究所高级科学家Joel Podgorski、天津大学副教授徐鹏、世界资源研究所彭丽青、新加坡国立大学教授Vladan Babovic、南科大环境学院讲席教授郑春苗等。该成果得到了生态环境部流域地表水—地下水污染综合防治重点实验室、粤港土壤与地下水污染防控及修复联合实验室、国家自然科学基金等项目资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s43016-025-01188-x

供稿：环境科学与工程学院

通讯员：周亦潆

编辑：任奕霏