在使用不同电子捐赠体的硫基脱化系统中对酸盐积累的元基因学见解:功能性微生物群落和代谢机制
Jiahui Wang1, Fangzhai Zhang1, Zhaozhi Wang1
1National Engineering Laboratory for Advanced Municipal Wastewater Treatment and Reuse Technology, Engineering Research Center of Beijing, Beijing University of Technology, Beijing 100124, PR China.
使用元素硫,硫化物或硫酸盐的基于硫的自无化有效地提供化物. 硫酸硫酸盐产生了最高的酸盐转化,而由蛋白质细菌主导的微生物群落根据硫来源调整了它们的代谢功能.
科学领域:
- 环境微生物学环境微生物学
- 生物技术是生物技术.
- 污水处理 污水处理 污水处理
背景情况:
- 基于硫的自无化 (SADN) 是生产亚酸盐的一个有前途的方法.
- 了解各种减少无机硫化合物 (RISC) 的SADN中的微生物群落和-硫转化是至关重要的,但仍然不清楚.
研究的目的:
- 通过使用不同的RISC (元素硫,硫化物,硫酸盐) 来研究SADN系统中和硫形式的顺序转化.
- 在不同的RISC条件下识别负责酸盐积累的功能性微生物.
- 为了比较不同RISC在推动酸盐转化和酸盐积累方面的效率.
主要方法:
- 在SADN系统中使用元素硫 (S0),硫化物 (S2−) 和硫酸盐 (S2O32−) 作为电子捐赠体的实验设置.
- 在等效电子供应条件下监测酸盐转化率 (NCR).
- 使用16S rRNA测序来确定分类组合和功能基因/代谢途径分析的微生物社区分析.
主要成果:
- 硫酸硫酸盐 (S2O32−) 显示出酸盐转化率最高 (0.285千克N/m3·d),其次是硫化物 (S2−) (0.103千克N/m3·d)) 和元素硫 (S0) (0.035千克N/m3·d)).
- 硫化物抑制了TCA循环,降低了反应速度,而元素硫的化学惰性限制了它的效率.
- 蛋白质细菌主导微生物群落 (96.27-98.49%),特定的属如Thiomonas,Acidithiobacillus,Thiobacillus和Comamonas在酸盐积累或完全脱中发挥关键作用,表现出基于RISC的明显代谢适应.
结论:
- 不同的RISC显著影响SADN性能和微生物社区结构.
- 硫酸是SADN中高酸盐转化和酸盐积累的最有效的电子捐赠体.
- 这项研究为SADN中的微生物功能和代谢途径提供了关键的见解,这对于优化和硫去除过程至关重要.
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