零价铁强化生物硝化效能及机理研究

作     者：陈红 谢静 成钰莹 于鑫 陈善平 薛罡 王美琳 罗意 贺向宇 CHEN Hong;XIE Jing;CHENG Yuying;YU Xin;CHEN Shanping;XUE Gang;WANG Meilin;LUO Yi;HE Xiangyu

作者机构：东华大学环境科学与工程学院上海201620 上海环境卫生工程设计院有限公司上海200232 

基　　金：国家自然科学基金项目(51878136,51878135,52070040) 上海市科学技术委员会启明星计划(19QC1400300) 中央高校基本科研业务费专项资金 东华大学“励志计划” 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2021年第72卷第10期

页      码：5372-5383页

摘      要：三氯生(TCS)、纳米铜(CuNPs)等新型污染物进入污水处理系统后会抑制生物硝化效果,且对污泥微生物的长期暴露可能引发抗性基因的富集与传播风险,本研究通过添加零价铁改善受污染物抑制的生物硝化作用。在TCS、CuNPs的单独及联合暴露下,通过测定出水氨氮浓度探究零价铁对污泥硝化的强化作用,通过测定污染物浓度、硝化酶活力、硝化功能基因丰度及微生物种群结构探究零价铁强化生物硝化效能的机理;此外,探究了零价铁对TCS抗性基因(mexB)及铜抗性基因(copA)富集规律的影响。在硝化作用受到TCS、CuNPs抑制时,零价铁的引入可一定程度提高(0.5%~6.7%)一个反应周期内氨氮的去除效率,且长期运行中零价铁有利于硝化效率的提高与恢复。机理研究表明零价铁可降低系统中Cu^(2+)和TCS的浓度,从而减轻污染物的毒性,此外,零价铁可提高两种硝化酶——AMO酶和NXR酶的活性,增加amoA酶功能基因的丰度,促进Nitrospira和Lacibacter的增长,因此强化了污泥的硝化性能。值得注意的是,TCS和CuNPs的暴露会引起mexB基因及copA基因的富集,而零价铁亦会增加mexB、copA基因的丰度,提高抗性基因的传播风险。

主 题 词：三氯生 纳米铜 硝化 抗性基因 微生物群落 酶 曝气 污染 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 1007[医学-药学类] 0830[工学-生物工程类] 100705[100705] 1002[医学-临床医学类] 1001[医学-基础医学] 07[理学] 0703[理学-化学类] 071005[071005] 10[医学] 

核心收录：

D　O　I：10.11949/0438-1157.20210310

馆 藏 号：203105275...