无机碳在厌氧氨氧化系统中的迁移转化

韦愿, 王华琴, 王敦球. 无机碳在厌氧氨氧化系统中的迁移转化[J]. 环境工程学报, 2019, 13(6): 1322-1328. doi: 10.12030/j.cjee.201809020
引用本文: 韦愿, 王华琴, 王敦球. 无机碳在厌氧氨氧化系统中的迁移转化[J]. 环境工程学报, 2019, 13(6): 1322-1328. doi: 10.12030/j.cjee.201809020
WEI Yuan, WANG Huaqin, WANG Dunqiu. Migration and transformation of inorganic carbon in the Anammox system[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2019, 13(6): 1322-1328. doi: 10.12030/j.cjee.201809020
Citation: WEI Yuan, WANG Huaqin, WANG Dunqiu. Migration and transformation of inorganic carbon in the Anammox system[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2019, 13(6): 1322-1328. doi: 10.12030/j.cjee.201809020

无机碳在厌氧氨氧化系统中的迁移转化

  • 基金项目:

    国家自然科学基金资助项目51668013,51638006

    广西科技计划项目资助桂科AD18126018

    桂林市科学研究与技术开发计划项目2016012303

    广西矿冶与环境科学实验中心KH2012ZD004

    广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划项目002401013001国家自然科学基金资助项目(51668013,51638006)

    “八桂学者”建设工程专项经费

    广西科技计划项目资助(桂科AD18126018)

    桂林市科学研究与技术开发计划项目(2016012303)

    广西矿冶与环境科学实验中心(KH2012ZD004)

    广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划项目(002401013001)

Migration and transformation of inorganic carbon in the Anammox system

  • Fund Project:
  • 摘要: 基于厌氧氨氧化(Anammox)反应,采用13C同位素示踪法分析无机碳(IC)在工艺中的迁移转化路径,考查厌氧氨氧化工艺的固碳潜力及厌氧氨氧化菌相关的固碳机理;同时,结合微生物分子学等方法,通过比较反应前后NH4+-N、NO2--N、TN及IC的变化,分析推导出工艺的固碳机理。结果表明,在进水IC为10.70 mg左右时,系统平均固碳率在12.05%以上;经13C标记处理后的Anammox污泥中13C丰度值由1.07%增加至1.17%以上;Anammox污泥中cbbLR1基因拷贝数经氮素和IC影响后分别为5.79×108 copies·g-1和5.56×108 copies·g-1,较处理前均有所增加,但变化不明显。进水中投加的IC参与了微生物体内的碳代谢;厌氧氨氧化菌存在遵循卡尔文循环固碳途径的功能基因。cbbLR1基因丰度与氮素浓度之间呈显著相关,与IC浓度之间的相关性不明显,说明该基因丰度对氮素的响应度比IC大。
  • 加载中
  • [1] KUENEN J G. Anammox bacteria: From discovery to application[J]. Nature Reviews Microbiology, 2008, 6(4): 320-326.
    [2] STROUS M, KUENEN J G, JETTEN M S M. Key physiology of anaerobic ammonium oxidation[J]. Applied and Environmental Microbiology, 1999, 65(7): 3248-3250.
    [3] MULDERA, GRAFF L A VAN DE, ROBERTSON L A, et al. Anaerobic ammonium oxidation discovered in a denitrifying fluidized bed reactor[J]. FEMS Microbiology Ecology, 1995, 16(3): 177-183.
    [4] KUENEN J G, JETTEN M S M, STROUS M. New concepts of microbial treatment processes for the nitrogen removal in wastewaters[J]. FEMS Microbiology Reviews, 2003, 27(4): 481-492.
    [5] KARTAL B, RATTRAY J, NIFTRIK L A VAN, et al. Candidatus Anammox oglobus propionicus a new propionate oxidizing species of anaerobic ammonium oxidizing bacteria[J]. Systematic and Applied Microbiology, 2007, 30(1): 39-49.
    [6] 丁敏, 黄勇, 袁怡,等. HCO3-浓度对厌氧氨氧化反应的影响[J]. 工业水处理 2015, 35(10): 35-38.
    [7] 朱彤, 梁启煜, 谢元华, 等. 厌氧氨氧化过程中无机碳对脱氮效能的影响[J]. 2018, 39(2): 278-287.
    [8] 鲍林林, 茹祥莉, 郭守德, 等. 无机碳对厌氧氨氧化反应的影响[J]. 河南师范大学学报(自然科学版), 2013, 41(4): 90-93.
    [9] REARDON D J, FALK M W. Sustainability best practices to significantly reduce greenhouse gas and energy at your wastewater facility[J]. Proceedings of the Water Environment Federation, 2010, 13: 3347-3358.
    [10] HAO X D, LIU R B, HUANG X. Evaluation of the potential for operating carbon neutral WWTPs in China[J]. Water Research, 2015, 87: 424-431.
    [11] NANBA K, KING G M, DUNFIELD K. Analysis of facultative lithotrophic distribution and diversity on volcanic deposits by use of the large subunit of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2004, 70: 2245-2253.
    [12] XU H H, TABITA F, Ribulose- R.1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase gene expression and diversity of Lake Eric planktonic microorganisms[J]. Applied and Environmental Microbiology,1996, 62(6): 1913-1921.
    [13] ELSAIED H, NAGANUMA T. Phylogenetic diversity of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase large-subunit genes from deep-sea microorganisms[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2001, 67: 1751-1765.
    [14] CALVIN M E. The path of carbon in photo synthesis[J]. Journal of Biological Chemistry, 1950, 185(2): 781-788.
    [15] RAGSDALE S W. Enzymology of the acetyl-CoA pathway of CO2 fixation[J]. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology, 1991, 26(3/4): 261-300.
    [16] BUCHANAN B B, Arnon D I. A reverse KREBS cycle in photosynthesis: Consensus at last[J]. Photosynthesis Research, 1990, 24(1): 47-53.
    [17] HERTER S, BUSCH A, FUCHS G. L-malyl-coenzyme A lyase/beta-methylmalyl-coenzyme A lyase from Chloroflexus aurantiacus: A bifunctional enzyme involved in autotrophic CO2 fixation[J]. Journal of Bacteriology, 2002, 184(21): 5999-6006.
    [18] 范宗理. 第五条固碳途径[J]. 自然杂志, 2008, 30(2): 93.
    [19] 国家环境保护总局. 水和废水监测分析方法[M]. 4版. 北京: 中国环境科学出版社, 2002.
    [20] 吴鲜梅, 王敦球, 李亮, 等. 厌氧氨氧化污泥启动EGSB反应器研究[J]. 水处理技术, 2013, 39(2): 57-61.
    [21] JETTEN M S M, CIRPUS I, KARTAL B, et al. 1994-2004: 10 years of research on the anaerobic oxidation of ammonium[J]. Biochemical Society Transactions, 2005, 33: 119-123.
    [22] 谭发, 王敦球, 金樾, 等. 无机碳源对一体化厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响研究[J]. 水处理技术,2016, 42(6): 110-113.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  3833
  • HTML全文浏览数:  3763
  • PDF下载数:  110
  • 施引文献:  0
出版历程
  • 刊出日期:  2019-06-18

无机碳在厌氧氨氧化系统中的迁移转化

  • 1. 桂林理工大学,广西环境污染控制理论与技术重点实验室,桂林 541004
  • 2. 桂林理工大学,广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心,桂林 541004
基金项目:

国家自然科学基金资助项目51668013,51638006

广西科技计划项目资助桂科AD18126018

桂林市科学研究与技术开发计划项目2016012303

广西矿冶与环境科学实验中心KH2012ZD004

广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划项目002401013001国家自然科学基金资助项目(51668013,51638006)

“八桂学者”建设工程专项经费

广西科技计划项目资助(桂科AD18126018)

桂林市科学研究与技术开发计划项目(2016012303)

广西矿冶与环境科学实验中心(KH2012ZD004)

广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划项目(002401013001)

摘要: 基于厌氧氨氧化(Anammox)反应,采用13C同位素示踪法分析无机碳(IC)在工艺中的迁移转化路径,考查厌氧氨氧化工艺的固碳潜力及厌氧氨氧化菌相关的固碳机理;同时,结合微生物分子学等方法,通过比较反应前后NH4+-N、NO2--N、TN及IC的变化,分析推导出工艺的固碳机理。结果表明,在进水IC为10.70 mg左右时,系统平均固碳率在12.05%以上;经13C标记处理后的Anammox污泥中13C丰度值由1.07%增加至1.17%以上;Anammox污泥中cbbLR1基因拷贝数经氮素和IC影响后分别为5.79×108 copies·g-1和5.56×108 copies·g-1,较处理前均有所增加,但变化不明显。进水中投加的IC参与了微生物体内的碳代谢;厌氧氨氧化菌存在遵循卡尔文循环固碳途径的功能基因。cbbLR1基因丰度与氮素浓度之间呈显著相关,与IC浓度之间的相关性不明显,说明该基因丰度对氮素的响应度比IC大。

English Abstract

参考文献 (22)

目录

/

返回文章
返回