2024年 03期

Effects of Magnetic Field on Structure and Enzyme Activity of Short-range Nitrification Microbial Community

摘要(Abstract):

为了探明磁感应强度对短程硝化系统的影响机制,构建磁性序批式活性污泥法反应器,对比磁感应强度对短程硝化过程氮转化的影响规律,并通过高通量测序等分子生物学手段研究磁场对微生物群落结构和酶活性的影响。结果表明:磁场对短程硝化过程有显著影响,在磁感应强度为10、15 mT的磁场作用下,氨氮去除率低于无磁场对照组的;在磁感应强度为5、10 mT的磁场作用下,所构建反应器的亚硝态氮累积率高于无磁场对照组的;磁场对所构建反应器中微生物群落结构和酶基因相对含量产生影响,当磁感应强度为5 mT时,OLB8菌群、亚硝酸盐氧化酶的相对丰度减小,氨单加氧酶和羟胺脱氢酶的相对丰度增大,亚硝态氮累积效果更优。

关键词(KeyWords): 磁场;短程硝化;微生物群落;酶活性;影响机制

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(52100088);;济南大学科技项目(XBS2001)

作者(Author):赵校宇,张凤军,孙绍钧,孙绍芳,王嘉斌

DOI: 10.13349/j.cnki.jdxbn.20230324.001

参考文献(References):

[1] 生态环境部. 2020 年中国生态环境统计年报[EB/OL]. (2021-08-27) [2022-09-01]. https:// www. mee. gov. cn /hjzl/sthjzk/sthjtjnb/202202/W020220218339925977248. pdf.

[2] 巫方才. 短程硝化-反硝化技术处理城市生活污水时运行特性研究[J]. 化学工程师, 2022,36(8): 50.

[3] 胡腾文. 短程硝化-厌氧氨氧化处理 VB12 生产废水脱氮性能与菌群结构解析[D]. 郑州: 郑州大学, 2021.

[4] 杜平, 徐百龙, 胡佳瑶. 表观厌氧环境下短程硝化同步反硝化的实现与特征分析[J]. 净水技术, 2022, 41(增刊 2): 61.

[5] 毛霖, 荆黎. 短程硝化-反硝化技术在城市生活污水处理中的应用研究[J]. 化学工程师, 2022, 36(10): 41.

[6] 李强. SBR 法短程硝化反硝化脱氮除磷的实时控制[D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2008.

[7] 罗珊, 李新, 钟铭, 等. 低碳氮比生活污水短程硝化反硝化的快速启动研究[J]. 环境科学与技术, 2020, 43(7): 28.

[8] 呼晓明, 陈英文, 严伟峰, 等. 生物流化床短程硝化的快速启动及影响因素研究[J]. 环境科学与技术, 2012, 35(7): 16.

[9] 徐浩, 李捷, 罗凡, 等. 城市污水短程硝化的快速启动试验研究[J]. 中国给水排水, 2018, 34(23): 96.

[10] 李柏林, 杨丹丹, 黄馨, 等. 基于 DO 和游离氨联合控制的短程硝化快速启动及稳定运行研究[J]. 环境污染与防治, 2018, 40(11): 1219.

[11] 李卫平, 张明天, 张列宇, 等. 生物磁效应在环境污染治理与修复中的应用[J]. 环境工程技术学报, 2022, 12 (5): 1420.

[12] REN Z J, LENG X D, ZHANG Z X, et al. Effect of low-strength magnetic fields on the oil removal performance of oil-degrading microorganisms[J]. Desalination and Water Treatment, 2018, 120: 133.

[13] NI S Q, NI J Y, HU D L, et al. Effect of organic matter on the performance of granular anammox process[J]. Bioresource Technology, 2012, 110: 701.

[14] 王强. 磁强化好氧反硝化菌的生物脱氮机制与效能[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2010.

[15] 孙绍钧, 沈军, 王晓宇, 等. 磁性滤料对生物脱氮滤池微生物群落的影响[J]. 济南大学学报(自然科学版), 2023, 37(2): 172.

[16] 耿淑英, 付伟章, 王静, 等. SBR 系统外加磁场对微生物群落多样性和处理效果的影响[J]. 环境科学, 2017, 38(11): 4715.

[17] 余浩涛, 于莉芳, 李韧, 等. 部分反硝化耦合厌氧氨氧化 IFAS系统脱氮性能[J]. 中国环境科学, 2022, 42(9): 4107.

[18] 尤新新, 王晟, 都林娜. 一种内源性复合微生物菌剂的特性及其固定化对猪场粪污水的处理效果[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2021, 47(1): 98.

[19] 李亚男, 闫冰, 郑蕊, 等. 一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺污泥膨胀发生和恢复过程中微生物群落演替及 PICRUSt2功能预测分析[J]. 环境科学, 2022, 43(7): 3708.

[20] 杨昕怡, 常焕焕, 于雪, 等. 游离亚硝酸对亚硝酸盐氧化菌活性的抑制作用机制[J]. 化学与生物工程, 2022, 39(1): 25.