科研进展

省科学院微生物所揭示扩散和线状细菌共同主导黑臭水体硫化物去除的时空过程

来源: 时间:2020-09-11
  近日,广东省科学院微生物研究所博士后王斌和硕士生章恒作为共同第一作者在环境与化工领域国际权威期刊Chemical Engineering Journal(中科院一区top期刊,影响因子:10.652在线发表研究论文《扩散动力学和长线状微生物共同控制了沉积物微生物燃料电池中的硫化物去除过程》(Diffusion and filamentous bacteria jointly govern the spatiotemporal process of sulfide removal in sediment microbial fuel cells)。杨永刚研究员和许玫英研究员为论文共同通讯作者。
 
 

  黑臭水体修复是我国环境污染治理领域的重要难题。高浓度的硫化物是引起水体黑臭的主要原因之一。在水环境中,微生物胞外电子传递是硫化物氧化去除的重要动力。因而,添加易于微生物利用的胞外电子受体是加速黑臭底泥中硫化物去除的有效技术。该论文中,作者使用石墨电极强化黑臭底泥中的微生物胞外电子传递过程,实现了对硫化物的高效去除。微电极系统的结果显示,底泥中的硫化物、pH、总有机碳等理化因子朝向电极逐渐降低,而氧化还原电位、硫酸根则逐渐升高;随着作用时间延长和电子传递速率增加,电极的作用范围逐渐扩大。微生物群落分析和扫描电镜结果表明,电极周围的环境梯度诱导了多种长线状微生物的富集,这些长线状微生物在电极周围形成了微生物网络,加速了底泥环境的均质化和硫化物去除。基于上述结果,该论文提出了在胞外电子受体驱动下,物理扩散和长线状微生物共同主导了底泥硫化物转化去除的时空特征和动态过程。这一研究成果不仅为黑臭水体原位修复技术的发展提供了必要依据,也为认识自然环境中微生物胞外电子传递的环境效应提供了重要信息。

            该研究在国家自然科学基金委“水圈”重大研究计划重点项目及广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金项目等国家、省部级项目资助下完成。

  省科学院微生物所 杨永刚/供稿)

  

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