中国环境科学

作者：高静湉, 王树超, 敬双怡, 吴兆盛, 杨文焕, 李卫平

单位：内蒙古科技大学能源与环境学院, 黄河流域内蒙古段生态保护与综合利用自治区协同创新中心, 内蒙古 包头 014010

关键词：纳米ZnO,MBBR,磁性载体,群落结构,代谢通路

基金：内蒙古自治区自然科学基金项目(2021LHMS05020);内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(2023QNJS132)

为探究磁性载体移动床生物膜反应器(MBBR)系统对不同浓度纳米ZnO胁迫的响应,构建2组MBBR开展纳米ZnO胁迫实验,通过对比普通与磁性载体MBBR中COD、NH4+-N去除性能、生物膜形貌、微生物群落及功能基因,分析磁性载体对纳米ZnO胁迫下MBBR中污染物去除性能及微生物的影响.结果表明:低浓度(5,10mg/L)纳米ZnO对COD、NH4+-N去除无显著影响;高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫后,磁性载体MBBR的NH4+-N去除率分别降低10.57%和12.91%,低于普通载体的14.48%和16.94%.相比于NH4+-N,纳米ZnO胁迫对COD去除影响较小.此外,高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫导致更多纳米ZnO颗粒团聚并吸附于磁性载体生物膜表面,继而改变了生物膜群落结构.在10mg/L的纳米ZnO胁迫下,磁性与普通载体生物膜中微单胞菌属(Micropruina)的相对丰度均有所提高,对该菌属生长起到促进作用.50mg/L纳米ZnO对Micropruina的生长产生明显的抑制,普通及磁性载体生物膜中其相对丰度分别降至0.20%和1.28%.KEGG代谢通路预测表明,高浓度的纳米ZnO改善了细胞膜转运蛋白和细胞活性等功能,降低了碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素代谢、异种生物降解与代谢的功能.在纳米ZnO胁迫下,磁性载体较普通载体表现出更好的污染物去除性能,削弱了纳米ZnO对微生物的胁迫效应.

来源：2024年第4期

《中国环境科学》期刊编辑部

查看中国环境科学杂志2024年第4期