西安建築科技大學環境與市政工程學院在不同分子量(MW)腐殖酸促進低C/N反硝化研究方面取得最新進展

2021-03-01 生態環境科學

究已表明腐殖酸中含有的醌類等基團能夠加速電子傳遞，結合腐殖酸的低成本和生物親和性的優勢，為利用腐殖酸實現低C/N生活汙水的高效脫氮提供了一種可行途徑。近日，西安建築科技大學環境與市政工程學院蘇俊峰教授團隊通過研究不同分子量（MW）腐殖酸對菌株YSF15的反硝化促進作用，從細胞活性和產物的角度揭示了腐殖酸的促進機制。該研究工作已在線發表於國際知名期刊Bioresource Technology上。

論文首先通過圖譜表徵探索了不同分子量（MW）腐殖酸的差異，並結合硝酸鹽、亞硝酸鹽參數表觀了各組分腐殖酸對菌株YSF15的反硝化促進作用。進而聯合輔助參數（化學需氧量（COD）、UV254、多糖、蛋白質、氧化還原電位（ORP）、電子傳遞系統活性（ETSA））、三維螢光光譜和紫外光譜），通過單因素方差分析方法探討了各MW腐殖酸的作用差異，以細胞活性和產物的角度揭示了腐殖酸的促進機制。

研究表明：MW=100-50kDa，10-3kDa 特別是MW<3kDa的腐殖酸的芳香化合物含量較低，具有更多可生生物利用的成分。低濃度腐殖酸（7mg/L）均能促進菌株YSF15去除硝酸鹽，但對亞硝酸鹽具有一定的抑制作用，且作為補充碳源的作用不明顯。

其中MW<3kDa的腐殖酸具有最佳的反硝化促進作用。研究認為，ORP的穩定，碳源利用率、氮源同化量和電子傳遞活性的提高，胞外聚合物中更緊密的蛋白質結構，以及內生腐殖酸的產生，是該組分腐殖酸促進菌株YSF15高效反硝化的主要原因。該研究結論對腐殖酸應用於生物脫氮提供了參考。

圖1 各MW腐殖酸對菌株YSF15的反硝化促進作用（NO3--N（線），NO2--N（點））。實驗組與對照組差異具有統計學意義的情況：*，P < 0.05；**，P < 0.01；***，P < 0.001。（來源：ScienceDirect）

   圖2 不同MW腐殖酸促進菌株YSF15反硝化的機制研究（來源：ScienceDirect）

本研究的開展受到西安建築科技大學環境與市政工程學院的大力支持，研究經費受國家自然科學基金（51678471，51978556），陝西省傑出青年基金項目（2019JC-31），陝西省重點研發項目（2018ZDXM-SF-029）資助。

論文連結：

https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.124709

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作者簡介：蘇俊峰，博士/教授，西安建築科技大學環境與市政工程學院，（電子信箱）sjf1977518@sina.com。

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