8月13日水環(huán)境領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊Water Research（中科院環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)類一區(qū)Top期刊，影響因子9.130）在線發(fā)表了上海師范大學(xué)環(huán)境與地理科學(xué)學(xué)院張永明教授課題組的研究論文“Nitrifying biomass can retain its acclimation to 2,4,6-trichlorophenol”。該論文發(fā)現(xiàn)經(jīng)過馴化的硝化污泥在有毒污染物2,4,6-三氯酚(TCP)的沖擊下，仍能有效緩解其毒性并保持其原有的硝化能力，尤其是該硝化污泥在間隔2個(gè)月后對(duì)TCP還具有“記憶力”，且該“記憶力”能遺傳給后代硝化污泥。
目前我國(guó)擁有約6000座城市生活污水處理廠，其中相當(dāng)一部分污水處理廠在日常污水處理過程中要接納一部分工業(yè)廢水。通常情況下，工業(yè)廢水需要進(jìn)行一定程度的預(yù)處理后才能納入市政管網(wǎng)進(jìn)入城市污水處理廠的污水處理系統(tǒng)中。但在實(shí)際過程中，因工業(yè)廢水處理系統(tǒng)出現(xiàn)故障或是設(shè)備泄露等等意外情況，一些有毒工業(yè)廢水會(huì)直接進(jìn)入到城市污水處理系統(tǒng)，導(dǎo)致城市污水處理系統(tǒng)效率急劇下降甚至崩潰。其中，由于硝化污泥對(duì)有毒污染物極為敏感，很容易導(dǎo)致其活性的急劇下降甚至失活，而硝化污泥的失活將會(huì)造成重大的水處理事故。因?yàn)槟壳俺鞘形鬯幚韽S的主要任務(wù)是脫氮除磷，其中硝化污泥的泥齡較長(zhǎng)，難以在短時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)出來。此外，正常情況下未經(jīng)預(yù)處理的工業(yè)廢水直接排入到城市污水處理系統(tǒng)并非頻繁發(fā)生。因此，所馴化的硝化污泥在一定時(shí)期沒有遭遇有毒工業(yè)廢水后再次突遇有毒廢水時(shí)，該硝化污泥尤其是新生的硝化污泥是否仍能保持其抵御毒性的功能是本論文的研究重點(diǎn)。通過研究發(fā)現(xiàn)，間隔2個(gè)月后再次遇到TCP時(shí)，所馴化的硝化污泥仍可以同時(shí)有效地降解TCP和進(jìn)行硝化反應(yīng)，且該能力能夠遺傳至第5代硝化污泥。在上述研究的基礎(chǔ)上，課題組首次在國(guó)際上提出了硝化污泥具有“記憶力”的概念。通過高通量測(cè)序，分析了具有“記憶力”硝化污泥的微生物群落分布，從分子生物學(xué)的角度解析了該“記憶力”的相關(guān)機(jī)理。該研究結(jié)果具有重要的理論和實(shí)際意義。同時(shí)也開辟了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域，即如何定向馴化能抵御有毒工業(yè)廢水并保持其生物活性的硝化污泥，以及該污泥間隔一定時(shí)間后，在突遇有毒有害污染物侵入時(shí)，是否仍能保持其對(duì)污染物“記憶力”，及其相關(guān)機(jī)理和作用機(jī)制等方面的研究。
圖. 普通和馴化硝化污泥以及第5代硝化污泥同時(shí)降解TCP和氨氮的對(duì)比
本論文得到國(guó)家自然科學(xué)基金(50978164)、上海市地方高校能力建設(shè)項(xiàng)目(16070503000)和清華大學(xué)環(huán)境模擬與污染控制國(guó)家中重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室開放基金(16K10ESPCT)的資助。論文第一作者是我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)2017級(jí)博士研究生鄒莎莎同學(xué)，合作者包括美國(guó)工程院院士Bruce E. Rittmann教授等，通訊作者張永明。
（供稿、圖片：環(huán)境與地理科學(xué)學(xué)院）
論文鏈接地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135420308216
DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116285
