单室微生物电解池除镍途径分析及微生物群落动态特征北大核心CSCD

【目的】为探究UASB颗粒污泥启动的单室微生物电解池(Single-chamber microbial electrolysis cell,SMEC)对Ni(II)的去除途径和SMEC中微生物群落的动态特征。【方法】以乙酸钠为底物,采用单因子控制方法分析SMEC对Ni(II)的去除途径和应用Illumina高通量测序技术解析SMEC启动过程中微生物群落的组成和结构动态学特征。【结果】结果表明,SMEC对重金属的去除主要通过吸附和微生物作用。经培养驯化功能菌群发生变化。成熟单室微生物燃料电池(Single-chamber microbial fuel cell,SMFC)阳极生物膜菌群主要是Proteobacteria(变形菌门,91.42%)中的Geobacter sp.(地杆菌属,76.25%);阴极生物膜菌群主要是Bacteroidetes(拟杆菌门,47.99%)中的Niabella sp.(布鲁氏菌属,33.01%)和Proteobacteria(45.74%)中的Ochrobactrum sp.(苍白杆菌属,10.80%)。成熟SMFC改装成的SMEC在12.5 mg-Ni(II)/L下,阳极生物膜菌群由单一优势菌Geobacter sp.转变为Geobacter sp.(41.56%)和Proteobacteria中的Azospirillum sp.(固氮螺菌属,5.97%);阴极生物膜菌群由Niabella sp.和Ochrobactrum sp.转变为Firmicutes(厚壁菌门,25.21%)中的Acetoanaerobium sp.(19.28%)、Proteobacteria(51.42%)中的Dokdonella sp.(16.48%)和Azospirillum sp.(9.49%)。【结论】本研究表明,污泥微生物经SMFC和SMEC驯化过程及Ni(II)的淘汰和选择,在电极上形成了稳定、高效产电与除镍菌群,优势菌群为Proteobacteria。     

甲烷厌氧氧化机理及其应用研究进展

甲烷是一种重要的温室气体, 研究证明甲烷厌氧氧化(AOM)对于降低全球甲烷的排放有着重要意义。参与AOM 反应的最终电子受体可分为三类, 即SO2– 4、NO₂^– /NO₃^–以及以Fe³⁺、Cr⁵⁺等为代表的金属离子。本文基于甲烷厌氧氧化过程所利用的电子受体的差别, 结合不同类型AOM 反应微生物的基因型分析, 阐述了AOM 过程的反应机理、相关的微生物种类及其代谢途径。其中对AAA(AOM-associated archaea, 属于ANME-2d)的分离培养, 以及其利用硝酸盐、Fe³⁺、Cr⁵⁺等离子氧化甲烷的研究对认识AOM 反应机理和AOM 的实际应用有很大推动作用。本文还介绍了AOM 过程在环境污染控制领域实际应用中的最新研究进展, 对AOM 的实际应用及其在节能减排上的价值进行展望。AOM 过程的进一步研究对拓宽该过程的工程应用以及对正确认识全球碳、氮、硫循环均有着重要意义。