微生物电解池耦合厌氧消化过程中产甲烷代谢通量与微生物的关系北大核心CSCD

为探究微生物电解池耦合厌氧消化(MEC-AD)产甲烷代谢通量与微生物的关系。实验以电压为扰动因子,采用代谢通量分析(MFA)的方法,得到微生物群落与产甲烷通量的响应关系。结果表明:电压扰动后产甲烷通量和产氢通量均发生显著变化,而电压扰动对产乙酸通量的影响较小,其中0.6 V扰动时产甲烷通量最大为0.522±0.051,较对照组1.0 V的0.295±0.013和1.4 V的0.395±0.029分别提高了77%和32%。另外,平均有15.7%±2.9%的H_(2)(通量)用于还原CO_(2)产甲烷和乙酸,平均有27.7%±6.9%的乙酸(通量)转化为CH_(4)。毛螺旋菌(Lachnospiraceae)的丰度对乙酸通量有显著影响,产CH_(4)通量与理研菌属(Petrimonas)、互营单胞菌属(Syntrophomonas)、拟杆菌属(Blvii28)、假单胞菌属(Acinetobacter)的丰度呈正相关,与梭菌属(Tuzzerella)、球形螺旋菌属(Sphaerochaeta)的丰度呈负相关。而影响产H2通量和产CH_(4)通量的物种具有相似性,多为拟杆菌、梭菌、假单胞菌和厚壁菌。此外,物种种间互作关系也是影响MEC-AD产甲烷通量的重要因素。     

以pH为扰动因子探究电化学厌氧消化产甲烷代谢通量与微生物的关系

【背景】电化学厌氧消化(electrochemical anaerobic digestion,EAD)系统的代谢途径由具备不同功能的微生物所主导,其代谢通量与功能微生物丰度、活性及群落结构相关。【目的】探究EAD产甲烷代谢通量与微生物的关系。【方法】采用代谢通量分析(metabolic flux analysis,MFA)方法,以pH为扰动因子得到微生物群落与产甲烷通量的响应关系。【结果】pH 7.5扰动时产甲烷通量最大为0.398 4±0.029 3,较对照组(pH 6.9)的0.297 4±0.012 7和扰动组(pH 6.3)的0.136 5±0.012 0分别提高了25%和65%。另外,平均有33.8%±3.1%的氢气(通量)用于还原二氧化碳产甲烷和乙酸,平均有21.0%±2.6%的乙酸(通量)转化为甲烷。此外,产甲烷通量与Mariniphaga、Methanosaeta和Desulfomicrobium的丰度呈正相关,与Sedimentibacter的丰度呈负相关且影响显著。【结论】在EAD产甲烷体系中产甲烷菌和产酸菌共存时,pH值略大于7.0的环境有利于甲烷的生成,改变E...