環(huán)境變化是怎樣影響微生物的種群結(jié)構(gòu)和功能的呢？

 

宏觀生物學(xué)的一個經(jīng)典觀點(diǎn)是認(rèn)為群落受到擾動時，能有一定的適應(yīng)力，但到達(dá)某個臨界點(diǎn)之后，系統(tǒng)會進(jìn)入新的平衡態(tài)，

 

一些研究已經(jīng)顯示，雖然群落組成變了，但它們可以執(zhí)行大部分相同的代謝路徑，所以系統(tǒng)的功能沒有受到太多影響。但這些不同的群落組合有多穩(wěn)定，以及有什么原因會導(dǎo)致它們的轉(zhuǎn)變呢？學(xué)界對這方面還知之甚少。

 

污水廠依靠各種細(xì)菌來凈化污水。污水廠的運(yùn)行團(tuán)隊都希望有穩(wěn)定的環(huán)境條件，這樣能保證廠區(qū)運(yùn)行和出水質(zhì)量的穩(wěn)定。

 

2021年10月，學(xué)術(shù)期刊microbiome發(fā)表香港大學(xué)張彤教授團(tuán)隊的相關(guān)研究成果，他們對香港的沙田污水處理廠進(jìn)行了長達(dá)9年的跟蹤研究，他們的研究成果進(jìn)一步加深了我們對活性污泥微生物群落演變的認(rèn)識。

萬變的菌群，不變的出水

 

在環(huán)境工程師眼中，活性污泥法是一個百年傳奇，但該研究的都已經(jīng)研究透了，沒什么新鮮事可以挖掘的了。但對于微生物學(xué)家來的，這是一個剛發(fā)現(xiàn)的寶藏，一個未解之謎。

 

運(yùn)營污水廠的人肯定希望有更快更好更便宜的方法來凈化污水，而微生物生態(tài)學(xué)，也許就是幫助他們實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)的關(guān)鍵。

 

只有了解更多，才能更好地設(shè)計和優(yōu)化污水處理生物工藝。

香港大學(xué)張彤教授的團(tuán)隊在2007年6月到2015年 12月期間，每個月都會在香港沙田污水處理廠采集活性污泥的樣本。他們想看看，復(fù)雜的活性污泥微生物群落，在這么長的時間跨度內(nèi)，在經(jīng)歷各種環(huán)境條件的變動時，這個系統(tǒng)是怎么演變的。

 

沙田污水廠

 

他們的研究對象——沙田污水廠和其他污水廠有點(diǎn)不同。原因是香港有大約 80%的居民使用海水沖廁，因此沙田污水廠處理的污水屬于含鹽廢水，海水含量約30%。

 

這個污水處理廠當(dāng)時受到季節(jié)性泡沫問題的困擾，從2009年12月下旬開始，當(dāng)?shù)氐墓こ處焾F(tuán)隊進(jìn)行試驗(yàn)，往污水里投加漂白劑溶液(次氯酸鈉，濃度為1–3 g cl2/kg mlss/天)。試驗(yàn)結(jié)果顯示漂白劑有效地緩解了生物泡沫的發(fā)生。

分析結(jié)果

 

他們的跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，這個污水廠的活性污泥工藝系統(tǒng)在前三年，微生物群落在一個穩(wěn)定的平均值范圍內(nèi)變動，但漂白劑試驗(yàn)使微生物群落結(jié)構(gòu)突然轉(zhuǎn)入另一種穩(wěn)定狀態(tài)。

雖然分類組成在受到干擾后迅速轉(zhuǎn)變?yōu)樾聽顟B(tài)，但群落的代謝特征和系統(tǒng)性能仍然非常穩(wěn)定。

微生物群落的動態(tài)分析還揭示了在不同時期由不同菌群主導(dǎo)的微生物群落組合，研究團(tuán)隊還制作了下邊這一系列的可視化圖片幫助讀者了解群落變化的過程。

研究的意義

 

看完上面的數(shù)據(jù)結(jié)果，大家可能會追問：那這些結(jié)果對污水廠有什么用呢？

 

原文作者只表示他們的研究再次印證了，高度相似的環(huán)境條件可以支持不同的微生物群落，而這些微生物群落隨著時間的推移保持相對穩(wěn)定，并且在細(xì)胞層面執(zhí)行相同的基本功能。

 

另外他們也指出，這次研究考察的污水廠是一個很特別的咸水生態(tài)系統(tǒng)。在未來的研究里，他們想探究其他污水廠的情況會如何。

 

而在小編看來，這個研究非常直觀地讓大家看到宏基因組學(xué)在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用前景，它能幫助污水工程師從一個新的維度重新了解污水廠。

可能未來的某年某月某日，工程師和微生物學(xué)家眼中的活性污泥法將是一個統(tǒng)一的畫面。

 

來源：北極星水處理網(wǎng)

 

【第七屆廣東泵閥展】

作為深耕行業(yè)多年的展會，由上海荷祥會展有限公司主辦的第六屆廣東國際泵管閥展覽會（簡稱“廣東泵閥展”）攜手展商與合作伙伴凝聚產(chǎn)業(yè)合力再創(chuàng)佳績，共助泵閥行業(yè)信心提振！2021現(xiàn)場聯(lián)同廣東水展整體規(guī)模近4.5萬平方米，聚集1000多家展商，迎來35000多名專業(yè)觀眾蒞臨參觀，現(xiàn)已成為華南地區(qū)超大規(guī)模的泵管閥盛會。第七屆廣東泵閥展在廣東省土木建筑學(xué)會給排水專業(yè)委員會、廣東化工交易中心、廣東省建筑設(shè)計研究院及廣州市設(shè)計院等專業(yè)組織機(jī)構(gòu)和行業(yè)伙伴的大力支持下，將于2022年3月31日-4月2日在廣州丨保利世貿(mào)博覽館再度來襲，除了延續(xù)其姊妹展上海泵閥展的資源外，還將打通污水處理、膜工業(yè)、給排水、成套供水等行業(yè)上下游，主辦方幫助展商深入大灣區(qū)，將產(chǎn)品完美呈現(xiàn)給華南地區(qū)的各大水司、水協(xié)、設(shè)計院、經(jīng)銷商等專業(yè)觀眾，搶占市場份額，開拓新市場，致力打造華南高品質(zhì)泵管閥展覽會。