纳米零价铁(NZVI)对厌氧产甲烷活性、污泥特性和微生物群落结构的影响

作者：苏润华; 丁丽丽; 任洪强

来源：环境科学, 2018, 39(07): 3286-3296.

DOI：10.13227/j.hjkx.201711268

• 纳米零价铁
• 辅酶
• 磷脂脂肪酸
• 微生物群落
• 冗余分析

重点比较了纳米零价铁(NZVI)和微米级铁(ZVI)短期暴露条件下,厌氧产甲烷过程中污泥产甲烷活性、污泥生理生化特征、细胞膜磷脂组成和微生物群落结构的变化.结果表明,NZVI组中累积产甲烷量随着NZVI投加浓度的增加降低.5 000mg·L-1ZVI组累积产甲烷量未受影响.5 d时NZVI(1005 000 mg·L-1)组铁离子浓度是空白组的1.67.4倍,5 000mg·L-1ZVI组铁离子浓度略高于空白组.5 000 mg·L-1NZVI组胞外聚合物总量大幅下降为空白组的21.1%,而活菌比仍可保持在空白组的79.7%.辅酶F420和辅酶M含量在5 000 mg·L-1NZVI组中为空白组的40.2%和61.6%,但100 mg·L-1NZVI组和5 000 mg·L-1ZVI组中辅酶F420含量升高为空白组的1.3倍.不同实验组污泥支链脂肪酸和不饱和脂肪酸的总含量为:ZVI-5 000(21.18%)>空白组(19.37%)>NZVI-1000(16.69%)>NZVI-5000(15.94%)>NZVI-100(12.08%).NZVI可使环境中铁离子浓度升高和细胞膜流动性下降,降低细胞活性和产甲烷关键辅酶活性,从而对产甲烷过程造成抑制;主成分分析和冗余分析表明,厌氧系统中微生物群落组成可受到NZVI的影响发生较大变化,Nakamurella、Bacillus、Trichococcus和Petrimonas对NZVI耐受性高.

• 单位
  南京大学; 污染控制与资源化研究国家重点实验室