FeO对降温冲击后厌氧氨氧化耦合羟基磷灰石系统的影响

作     者：王少坡 莫少庆 刘灵婕 于静洁 毕艳孟 

作者机构：天津城建大学环境与市政工程学院 天津市水质科学与技术重点实验室 广西天宜环境科技有限公司 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2024年

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）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.42307178) 天津市自然科学基金项目(No.18JCZDJC10080) 天津市研究生科研创新项目(No.2022SKYZ172) 

主　　题：厌氧氨氧化 Fe O 降温冲击 宏基因组分析 

摘      要：在升流式厌氧污泥床（Upflow anaerobic sludge bed, UASB）反应器中，研究了外加Fe3O4对厌氧氨氧化-羟基磷灰石（Anaerobic ammonium oxidation-hydroxyapatite, Anammox-HAP）系统受降温冲击后的影响和作用机制.结果表明，当温度从30℃降低到17℃后，氮去除效率（Nitrogen removal efficiency,NRE）从90.25%下降到46.25%，当以10 d为更换周期投加200 mg·L-1的Fe3O4时，NRE提升到55.54%.分析发现，投加Fe3O4提高了系统中heme c含量（增加24.75%）和电子传递系统活性（提升46.88%）；在氮代谢酶活性方面，200 mg·L-1Fe3O4的投加使得亚硝酸盐还原酶（Nitrite reductase, NIR）和联氨合成酶（Hydrazine synthase, HZS）活性分别提高了75.00%和190.91%，但联氨氧化酶（Hydrazine oxidase, HZO）活性下降了47.62%.微生物群落分析显示，Candidatus Brocadia为优势厌氧氨氧化细菌（Anammox bacteria, AnAOB），其相对丰度大于20.40%，且与Fe3O4投加量呈正相关.此外，Fe3O4投加后，氮代谢基因丰度增加，其中，nxrB、hzo和hzsB基因的丰度分别增加了81.81%、31.99%和41.70%.宏基因组分析发现，在降温到17℃后，投加200 mg·L-1的Fe3O4使得AnAOB中参与Fe（III）代谢、细胞色素c氧化还原酶和生物醌池合成的基因相对丰度升高.总之，在受降温冲击后，外加Fe3O4不仅提高了Anammox-HAP系统内关键氮代谢酶（NIR和HZS）的活性，还增强了AnAOB的电子传递能力和Fe（III）利用能力，从而提升了系统受降温冲击后的脱氮性能.