王洪杰教授团队在《Science of the Total Environment》上发表重要成果

王洪杰教授团队近期在微生物驱动的氮、硫元素循环领域取得原创性研究成果，并在本领域顶级期刊Science of the Total Environment（IF=7.963）发表。该研究成果揭示了城市尾水中微生物群落结构的变化与生物脱氮过程的内在联系，深化了对异氧/硫自养反硝化脱氮过程的认识。

异养和自养反硝化系统可以有效地去除废水中的氮，但脱氮性能与微生物群落组成变化之间的关系有待进一步探讨。该研究建立了复合式异养/硫自养反硝化生物滤池(HSAD)反应体系，并应用于城市尾水中氮的深度脱除。在进水NO₃ -N为30 mg/L、水力停留时间为3 h的条件下，随着甲醇投加量由12 mg/L增加到36 mg/L, NO₃ -N去除率由86.1%提高到98.9%，出水中SO₄^2-的生成控制在167.6 113.2 mg/L以内。增加甲醇用量促进了异养反硝化(HD)与硫自养反硝化(SAD)的协同作用。不同的反硝化性能与微生物群落组成有关。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)为主要门，累积丰度均超过70%，变形菌门(Proteobacteria)在所有样品中均占主导。在混合营养反应器的不同运行阶段，反硝化细菌主要为铁嗜菌(Ferritrophicum)、硫杆菌(Thiobacillus)、索氏菌属（Thauera）和丛毛单胞菌（Comamonas）。HD优势菌数量的减少伴随着SAD细菌数量的增加，SAD细菌丰富度随着HD在总反硝化过程中的贡献的增加而下降。相关网络分析表明，优势菌之间存在正相关或负相关关系，但在混合营养条件下微生物群落结构形成了稳定的共存状态。

图1 尾水异氧/硫自养反硝化脱氮与微生物群落结构变化的关系

相关工作以河北大学为通讯单位发表，王洪杰教授为通讯作者。该研究工作得到了国家水专项、国家自然科学基金项目、河北大学“双一流”学科建设项目等资助。

文章链接：http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151940