Video Experimental Relacionado
Updated: Sep 9, 2025
06:11
Author Spotlight: Advancing Anaerobic Microbiota Research Using a Novel Respirometry Protocol
Published on: April 26, 2024
1.4K
Conocimientos basados en metionina sobre las transformaciones C-S-Fe-P en la co-digestión anaeróbica de lodos que
Cong Zhang1, Zhipeng Zhang2, Shuang Zhang1
1State Key Laboratory of Water Pollution Control and Green Resource Recycling, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China.
Water research
|September 3, 2025
Resumen
La co-digestión anaeróbica con compuestos de hierro-fosforo (FePs) reduce significativamente el sulfuro de hidrógeno y el metilmercaptano dañinos al tiempo que aumenta la producción de metano. Los FePs también mejoran la recuperación de fósforo al promover su liberación del lodo.
Área de la Ciencia:
- Ciencias del medio ambiente
- Biotecnología
- Biogeoquímica
Sus antecedentes:
- La digestión anaeróbica de residuos ricos en azufre con lodos que contienen compuestos de hierro y fósforo (FeP) es una estrategia prometedora para la recuperación de recursos y el control de la contaminación.
- Comprender las intrincadas transformaciones C-S-Fe-P dentro de este proceso es crucial para optimizar su eficiencia.
Objetivo del estudio:
- Para aclarar el acoplamiento mecanicista entre la especiación de FePs y las transformaciones de carbono, azufre, hierro y fósforo durante la co-digestión anaeróbica.
- Investigar el impacto de diferentes FeP en la producción de sulfuro de hidrógeno y metano, y en la liberación de fósforo.
Principales métodos:
- Experimentos de co-digestión anaeróbica utilizando metionina (como un modelo orgánico que contiene azufre) y cinco FePs distintos.
- Análisis de la producción de gas (H2S, CH4), especiación química de C, S, Fe y P.
- Análisis metagenómico para evaluar los cambios en la comunidad microbiana y la expresión génica.
Principales resultados:
- La adición de FePs redujo el H2S y el metilmercaptano en más del 96% y el 99%, respectivamente, mientras que aumentó la producción de metano en un 51,60-103,9%.
- Los FePs promovieron la conversión de los sulfuros en precipitados sólidos de azufre y hierro, facilitando la liberación de PO43.
- El fosfato férrico (FePO4) exhibió la mayor eficiencia de liberación de P (89,83-91,01%) debido a su menor relación molar Fe/P y su termodinámica favorable.
- La metagenómica reveló la regulación al alza de los genes involucrados en la degradación del metanetiol y la metanogénesis.
Conclusiones:
- Los FePs desempeñan un papel crítico en la mitigación de las emisiones de H2S y mejoran el rendimiento de metano durante la co-digestión anaeróbica.
- La especiación de FePs influye significativamente en la eficiencia de liberación de P, siendo el FePO4 el más efectivo.
- Este estudio proporciona información valiosa sobre las interacciones C-S-Fe-P, apoyando la mejora de la gestión de residuos y las estrategias de recuperación de recursos.
Palabras clave:
Digestión anaeróbicaInteracción C-S-Fe-PCompuestos de hierro y fósforoMetionina y sus derivadosLiberación de fosfatosMás Videos Relacionados
15:19Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor
Published on: October 15, 2015
9.8K
11:31Continuously-stirred Anaerobic Digester to Convert Organic Wastes into Biogas: System Setup and Basic Operation
Published on: July 13, 2012
34.0K
Videos de Conceptos Relacionados
01:15Metabolism of Chemolithotrophs
165
Chemolithotrophs are microorganisms that obtain energy by oxidizing inorganic molecules such as hydrogen gas (H₂), ammonia (NH₃), reduced sulfur compounds (H₂S, S²⁻), and ferrous iron (Fe²⁺). Unlike heterotrophic organisms that rely on organic carbon, chemolithotrophs transfer electrons from these inorganic donors to the electron transport chain (ETC), generating a proton motive force (PMF) that drives ATP synthesis through oxidative phosphorylation.
165
01:28Microbial Nutrition
287
Organisms exhibit remarkable metabolic diversity, categorized based on how they acquire energy and carbon. These strategies enable survival in various ecological niches and are essential for maintaining energy flow and nutrient cycling within ecosystems.Energy and Carbon SourcesOrganisms are classified as phototrophs or chemotrophs based on energy acquisition. Phototrophs use light as their energy source, while chemotrophs rely on oxidizing chemical compounds. Further differentiation arises...
287
01:20Sulfur Assimilation
72
Sulfur is an essential element in biological systems, contributing to synthesizing key biomolecules, including amino acids such as cysteine and methionine, and cofactors such as coenzyme A and biotin. Microorganisms primarily assimilate sulfur as sulfate (SO₄²⁻) from the environment, which must undergo a series of biochemical transformations before it can be incorporated into cellular components. As sulfate is highly oxidized, it must undergo assimilatory sulfate reduction to...
72
01:30Environmental Applications of Microorganisms
222
Microorganisms play a pivotal role in maintaining ecosystem balance by recycling essential elements such as carbon, nitrogen, and phosphorus, as well as supporting processes like bioremediation, wastewater treatment, and biofuel production.Microbes in Elemental CyclesIn the carbon cycle, microorganisms decompose organic matter, releasing carbon dioxide via aerobic respiration. This carbon dioxide is subsequently used by photosynthetic organisms to synthesize organic compounds, closing the...
222
01:28Carbon-dioxide Fixation
83
Carbon dioxide fixation in prokaryotes enables the assimilation of inorganic carbon into organic molecules, supporting biosynthetic pathways, sustaining ecosystems, and contributing to the global carbon cycle. It also has industrial applications in carbon capture and bioproduct synthesis. Autotrophic organisms rely on this process to utilize CO₂ as a carbon source in diverse environments.The Calvin CycleThe Calvin cycle is the most widespread carbon fixation mechanism, primarily used by...
83
01:18Amino Acid Catabolism
157
Microorganisms rely on proteins as an essential carbon and energy source, particularly in environments with limited polysaccharides or lipids. However, proteins are too large to cross the plasma membrane unaided, necessitating enzymatic degradation. Microbes secrete extracellular proteases and peptidases that hydrolyze proteins into peptides, which can then be transported across the membrane. Once inside the cell, intracellular proteases degrade these peptides into free amino acids, which...
157