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金仁村教授团队探索anammox对Cd(II)胁迫的适应性和恢复性

来源 : 杭州师范大学生命与环境科学学院     作者 : 亿校云     时间 : 2019-07-06     点击 : 78

金仁村教授团队探索anammoxCd(II)胁迫的适应性和恢复性

201976日,杭州师范大学生命与环境科学学院金仁村教授团队在国际环境科学领域高水平期刊Bioresource Technology (IF=6.669)在线发表题为“Adaption and restoration of anammox biomass to Cd(II) stress: Performance, extracellular polymeric substance and microbial community”的文章,报道以探索厌氧氨氧化(anammox)对Cd(II)胁迫的适应性和恢复性,包括anammox性能、胞外聚合物(EPS)和微生物群落。


 

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Anammox是一种新型生物脱氮工艺,它能以亚硝酸盐作为电子受体,将氨直接氧化为氮气。由于其具有低能耗和高效率的优点,在废水处理方面得到越来越广泛的关注。但anammox菌对外界环境的敏感性限制了工艺的进一步应用。在这些抑制条件中,重金属如As(III)Cu(II)Hg(II)Cd(II)等,由于具有难降解和易积累的特点,被认为对生态系统存在潜在威胁。其中Cd(II)被美国环保局EPA列为13种优先考虑的重金属之一,它广泛存在于人类工业活动过程的排放中,如化石燃料燃烧、电池生产和使用,以及金属涂层等废水中。甚至在垃圾渗滤液中也能检测到5-130 mg L-1 Cd(II)。此外,Cd(II)能在底泥和生物群中积累,一旦进入细胞,将会导致细胞DNA损伤和蛋白质过氧化,产生很大的毒害性。因此,有必要研究Cd(II)anammox工艺以及anammox菌的影响。

本研究主要的目的是(1)研究Cd(II)anammox颗粒的短期和长期影响;(2)探讨长期Cd(II)暴露下的比厌氧氨氧化活性(SAA)、EPS及微生物群落变化;(3)揭示anammoxCd(II)胁迫的适应性和恢复性。

本研究结果表明:(1)在短期批次试验中,1 mg L-1 Cd(II)SAA有促进作用,Cd(II)anammox系统的半抑制浓度为6.44 mg L-1;(2)长期Cd(II)暴露试验中,2mg L-1 Cd(II)anammox脱氮性能有促进作用,而5 mg L-1 Cd(II)分别使SAAEPSCandidatus kuenenia相对丰度降低了40%25% 31%。而这些指标能通过撤销进水Cd(II)的方式,恢复至接近初始值;(3)在长期驯化之后,anammox微生物对Cd(II)胁迫具有一定的适应性和恢复性。


 

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杭州师范大学生命与环境科学学院硕士胥莲曾籍为第一作者,黄宝成博士为本文通讯作者。该项研究获得杭州科技局、浙江省自然科学基金和浙江省新苗人才计划的资助。

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852419309964#f0030


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