微塑料诱导下污泥造粒潜能变化及微生物富集特征

作者：谢晴帆; 俞楠; 张妮; 谢周云; 单珂欣; 吴亦馨; 唐力; 夏静芬; 杨国靖^*

来源：环境科学, 2023, 44(07): 3997-4005.

DOI：10.13227/j.hjkx.202208196

• 微塑料(MPs)
• 污泥
• 造粒
• 系统潜能
• 微生物富集

微塑料(MPs)是污水处理厂中普遍检出的新兴污染物之一，目前研究主要集中于传统污水处理系统的污染水平及分布特征，但有关微塑料暴露对污泥颗粒化过程的研究鲜见报道.为探究微塑料对污泥颗粒化的诱导影响，选用环境中广泛检出的聚对苯二甲酸乙二醇酯微塑料(PET-MPs)作为研究对象，通过微塑料暴露试验研究PET-MPs对污泥造粒过程中系统潜能、胞外聚合物(EPS)组成和菌群富集特征的影响.结果表明，PET-MPs暴露显著加快污泥颗粒化进程，同时以蛋白质(PN)为主导的EPS含量上升会增强污泥表面疏水性，造粒速度和EPS分泌量与暴露粒径成正比，微塑料和EPS协同促进颗粒污泥的形成.然而微塑料持续暴露会导致系统除污性能恶化，250μm PET-MPs暴露下亚硝酸盐氮积累的负面影响最严重，浓度高达(5.08±0.24)mg·L-1.高通量测序结果进一步表明，变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)是促进颗粒污泥形成的主要优势门；红环菌科(Rhodocyclaceae)、鞘氨醇杆菌科(Sphingomonadaceae)、黄杆菌科(Flavobacteriaceae)和红细菌科(Rhodanobacteraceae)通过增加分泌EPS促进污泥絮体凝聚；但丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)和几丁质菌科(Chitinophagaceae)的相对丰度降低会削弱氨氧化和亚硝酸盐氧化能力；红杆菌科(Rhodobacteraceae)、生丝单胞菌科(Hyphomonadaceae)和黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)丰度降低则抑制硝态氮的去除.

• 单位
  环境科学与工程学院; 浙江万里学院; 湖南大学