揭开微塑料对无氧发酵的影响和机制:探索微生物群落和代谢途径
Shuai Zhang1, Xiao Huang2, Wenyi Dong3
1Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technology, Jiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control, School of Environmental Science and Engineering, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China.
The Science of the total environment
|May 30, 2024
概括
微塑料 (MP) 显著影响废物活性污泥 (WAS) 无氧发酵,抑制关键的水解和酸化过程. 聚乙烯 (PE) -MPs显示出对挥发性脂肪酸 (VFA) 生产的最大抑制.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 微生物学 微生物学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 废物活性污泥 (WAS) 无氧发酵对于生物气生产和污泥减少至关重要.
- 微塑料 (MP) 是新兴的环境污染物,对生物过程有未知的影响.
研究的目的:
- 研究不同类型的MPs在WAS无氧发酵过程中对水解,酸化和微生物群落的影响.
- 阐明MPs影响污泥无氧发酵的机制.
主要方法:
- 五种类型的MP被添加到WAS发酵系统中.
- 分析了挥发性脂肪酸 (VFA),乳酸脱酶 (LDH) 释放和水解酶活动.
- 通过使用高通量测序来表征微生物社区结构和关键基因的丰富性.
主要成果:
- 聚乙烯 (PVC) -MPs对VFAs的抑制最小 (13.49%的减少),而聚乙烯 (PE) -MPs对VFAs的抑制最大 (29.57%的减少).
- MPs加速了WAS溶解 (增加了LDH释放),但抑制了水解酶 (α-葡萄糖酶,蛋白酶).
- MPs改变了微生物的增殖 (例如,norank_f_Bacteroidetes_vadinHA17,Ottowia) 并减少了与水解/酸化相关的基因 (pfkb,gpmI,ilvE,ace) 的丰富性.
结论:
- 微塑料通过抑制酶和改变微生物群落,在WAS无氧发酵过程中对水解和酸化产生负面影响.
- 微塑料的类型影响抑制的程度,PE-MPs特别有害.
- 这项研究提供了关于污泥处理过程中微塑料污染机制的见解.
