金仁村教授团队揭示纳米二氧化锰对厌氧氨氧化颗粒系统的强化效应

2019年6月4日，杭州师范大学生命于环境科学学院金仁村教授团队在SCI二区期刊Chemosphere（IF=5.108）在线发表题为“The performance and microbial community in response to MnO₂ nanoparticles in anammox granular sludge”的成果，首次报道纳米二氧化锰（MnO₂ NPs）对厌氧氨氧化（anammox）颗粒污泥强化的长期作用和强化机理。

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由于MnO₂ NPs具有良好的电化学性能、优异的离子化和相对高的电势等优点，已广泛应用于许多领域，如分子筛、高级催化剂和可充电电池电极材料。随着MnO₂ NPs广泛应用，可能对微生物、水生动物、陆生动物和人体组织造成不良影响。之前那研究的表明MnO₂ NPs会影响厌氧消化过产甲烷能力及产甲烷菌群的变化。因此必要研究MnO₂ NPs对anammox性能的影响。

本研究发现长期添加MnO₂ NPs不仅促进anammox菌生长，而且提升anammox工艺的脱氮性能。当MnO₂ NPs浓度在200 mg L^-1范围内时，反应器脱氮性能呈上升的趋势，浓度为200 mg L^-1时，总氮去除率达到93.1％；且活性也随着MnO₂ NPs浓度的增加而增加，当浓度为200 mg L^-1时，活性达到最大值为657.3 ± 9.3  mg TN g^-1 VSS d^-1，胞外聚合物和沉降速率的变化趋势与活性一致。优势菌Candidatus Kuenenia的相对丰度相对于起始阶段增加了38.15％。

综上所述，1-200 mg L^-1 MnO₂ NPs能强化anammox工艺，为强化anammox性能提供一种新的途径。强化的机理可能与MnO2 NPs释放溶解态锰离子有关。

杭州师范大学生命于环境科学学院徐佳佳同学为第一作者，金仁村教授为通讯作者。该项研究获得国家自然科学基金，杭州科技发展计划等项目资助。

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文章链接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.06.006