地大新闻网讯 (记者 孙彦钦 通讯员 殷茵)近日,国际著名期刊《生物资源技术》刊发了我校环境学院鲍建国教授团队的最新研究成果《生物炭增强长期土霉素胁迫下好氧反硝化系统稳定性和微生物代谢活性》。论文第一作者为环境学院博士生毛启迪,通讯作者为鲍建国教授。该研究为拓宽好氧反硝化系统在含抗生素污水处理中的稳定运行提供了新的思路。
水体氮污染一直是全球关注的重要环境问题,氮素的积累,严重破坏了生态系统,威胁公众的健康发展,是长期存在并需持续解决的环境问题。好氧反硝化技术是在城市污水处理厂中常用的一种快速脱氮的生物技术,与其他新型脱氮技术相比,可以在同时空内实现硝化和反硝化,反应迅速,具有巨大应用潜力。
然而,好氧反硝化技术很容易受到不利环境影响(如抗生素胁迫),从而中断进程或降低速率。例如,作为发达国家和发展中国家最常用的兽用抗生素之一,土霉素在不同污水处理系统中广泛存在。残留的土霉素会影响主要微生物代谢过程,对污水处理系统稳定运行和维护产生不利影响。
生物炭强化土霉素胁迫下好氧反硝化系统稳定性的主要机制模式图
基于此,该研究首次提出了应用生物炭,来减缓土霉素对好氧反硝化菌群的抑制作用,提高脱氮稳定性。生物炭虽然在土壤改良、厌氧反硝化、固定化介质中得到了广泛应用,但近年来在好氧反硝化中的应用较为欠缺。
该研究证实了直接添加生物炭可以提高细菌代谢活性,稳定污泥结构,促进底物运输,提升群落稳定性和多样性,从而削弱抗生素产生的负面影响,提高了好氧反硝化技术在污水处理中的稳定性。
据鲍建国教授介绍,为了验证生物炭在好氧反硝化反应器中应用的稳定性,团队还自主搭建了模拟反应器进行探究。“搭建过程较为繁琐,包括反应器的设计组装、线路的连接、搅拌电机的装配等等。团队成员化难题为趣题,在自主动手能力上实现了突破。”(审稿 陈华文)