微塑料诱导下污泥造粒潜能变化及微生物富集特征

作     者：谢晴帆 俞楠 张妮 谢周云 单珂欣 吴亦馨 唐力 夏静芬 杨国靖 XIE Qing-fan;YU Nan;ZHANG Ni;XIE Zhou-yun;SHAN Ke-xin;WU Yi-xin;TANG Li;XIA Jing-fen;YANG Guo-jing

作者机构：浙江万里学院生物与环境学院宁波315100 湖南大学环境科学与工程学院长沙410082 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2023年第44卷第7期

页      面：3997-4005页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 0907[农学-林学] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51408551) 浙江省自然科学基金项目(LY21E080028) 浙江省一流学科课题项目(CX2021045) 浙江省大学生科技创新(新苗计划)项目(2021R420015) 浙江万里学院科研创新团队项目。 

主　　题：微塑料(MPs) 污泥 造粒 系统潜能 微生物富集 

摘      要：微塑料(MPs)是污水处理厂中普遍检出的新兴污染物之一,目前研究主要集中于传统污水处理系统的污染水平及分布特征,但有关微塑料暴露对污泥颗粒化过程的研究鲜见报道.为探究微塑料对污泥颗粒化的诱导影响,选用环境中广泛检出的聚对苯二甲酸乙二醇酯微塑料(PET-MPs)作为研究对象,通过微塑料暴露试验研究PET-MPs对污泥造粒过程中系统潜能、胞外聚合物(EPS)组成和菌群富集特征的影响.结果表明,PET-MPs暴露显著加快污泥颗粒化进程,同时以蛋白质(PN)为主导的EPS含量上升会增强污泥表面疏水性,造粒速度和EPS分泌量与暴露粒径成正比,微塑料和EPS协同促进颗粒污泥的形成.然而微塑料持续暴露会导致系统除污性能恶化,250μm PET-MPs暴露下亚硝酸盐氮积累的负面影响最严重,浓度高达(5.08±0.24)mg·L^(-1).高通量测序结果进一步表明,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)是促进颗粒污泥形成的主要优势门;红环菌科(Rhodocyclaceae)、鞘氨醇杆菌科(Sphingomonadaceae)、黄杆菌科(Flavobacteriaceae)和红细菌科(Rhodanobacteraceae)通过增加分泌EPS促进污泥絮体凝聚;但丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)和几丁质菌科(Chitinophagaceae)的相对丰度降低会削弱氨氧化和亚硝酸盐氧化能力;红杆菌科(Rhodobacteraceae)、生丝单胞菌科(Hyphomonadaceae)和黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)丰度降低则抑制硝态氮的去除.