磁性载体MBBR系统对纳米ZnO颗粒的胁迫响应

作者：高静湉; 王树超; 敬双怡^*; 杨文焕; 李卫平

来源：中国环境科学, 2023, 1-12.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20231127.057

• 纳米ZnO
• MBBR
• 磁性载体
• 群落结构
• 代谢通路

为探究磁性载体MBBR系统对不同浓度纳米ZnO胁迫的响应，构建两组移动床生物膜反应器(MBBR)开展纳米ZnO胁迫实验，通过对比普通与磁性载体MBBR中COD、NH4+-N去除性能、生物膜形貌、微生物群落及功能基因，分析磁性载体对纳米ZnO胁迫下MBBR中污染物去除性能及微生物的影响.结果表明：低浓度(5，10 mg/L)纳米ZnO对COD、NH4+-N去除无显著影响；高浓度(30，50 mg/L)纳米ZnO胁迫后，磁性载体MBBR的NH4+-N去除率分别降低10.57%和12.91%，低于普通载体的14.48%和16.94%.相比于NH4+-N，纳米ZnO胁迫对COD去除影响较小.此外，高浓度(30，50 mg/L)纳米ZnO胁迫导致更多纳米ZnO颗粒团聚并吸附于磁性载体生物膜表面，继而改变了生物膜群落结构.在10 mg/L的纳米ZnO胁迫下，磁性与普通载体生物膜中微单胞菌属(Micropruina)的相对丰度均有所提高，对该菌属生长起到促进作用.50 mg/L纳米ZnO对Micropruina的生长产生明显的抑制，普通及磁性载体生物膜中其相对丰度分别降至0.20%和1.28%.KEGG代谢通路预测表明高浓度的纳米ZnO改善了细胞膜转运蛋白和细胞活性等功能，降低了碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素代谢、异种生物降解与代谢的功能.综上表明，在纳米ZnO胁迫下，磁性载体较普通载体表现出更好的污染物去除性能，削弱了纳米ZnO对微生物的胁迫效应.

• 单位
  内蒙古科技大学