【他山之石】彭永臻院士:全程氨氧化微生物——值得关注的氮循环参与者
发布时间:2024-04-17 11:10:08 来源:Jiao Zhang FESE Message 作者:Jiao Zhang FESE Message 浏览次数:

全程氨氧化微生物Complete Ammonia Oxidizing Bacteria Comammox BacteriaCAOB)是一类可以将氨氮直接转化为硝态氮的微生物,它的发现打破了百余年来两段式生物硝化理论的传统认知,不仅使不同微生物氮循环过程的相对贡献被重新评估,也丰富了污水处理的机理认知和实践途径。

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典型硝化细菌和全程氨氧化微生物的硝化过程

AOB:氨氧化细菌;NOB:硝化细菌;CAOB:全程氨氧化微生物)

 

彭永臻院士及其团队通过对CAOB的发现过程和生理特性(营养基质、环境因子、酶和代谢途径等)、以及在自然环境和人工系统中的分布特征进行梳理,发现与传统的典型硝化细菌(AOB/NOB)相比,生长较慢的CAOB具有较高氨氮亲和力,能更好地适应寡营养条件。凭借独特的生理特性和复杂的代谢途径CAOB可适应不同生境,广泛分布于自然和人工系统中;如果耦合其他脱氮过程,在深度脱氮、降低成本、减少温室气体(N2O)排放等方面具有一定的优势和潜力

 

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全程氨氧化在污水处理中的应用途径

DB:反硝化细菌)

 

着眼未来,CAOB在污水处理中具有较大应用的潜能和趋势,但仍需深入研究和实践,主要包括

1) 探索用于识别功能相近的微生物(如AOB/AOA/NOB/CAOB)各自有效贡献率的方法,并进一步提高特异性引物的准确性和灵敏度;

2) 加强对污水处理厂中全程氨氧化微生物在硝化菌中的占比评估与计算,明确其对硝化过程的相对贡献;

3) 开发基于全程氨氧化、短程反硝化厌氧氨氧化相耦合的新型脱氮工艺,并从工程应用的角度评估全程氨氧化微生物在节能降耗和深度脱氮中的潜力。

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彭永臻 院士

“城镇污水深度处理与资源化利用技术--国家工程实验室”主任,北京工业大学环境科学与工程学科首席教授,博士生导师,入选首批“国家高层次人才特殊支持计划”,先后获“全国模范教师”、“国家教学名师”、“全国优秀科技工作者”等荣誉称号。彭永臻教授一直工作在污水处理领域的教学科研第一线,获国家科技进步与技术发明二等奖共4项,省部级特等奖与一等奖9项。以第一发明人获授权发明专利220余项并转让100余项;出版专著8本,3本是独立作者或第一作者。以第一或通讯作者发表SCI论文300余篇,其中IF >9.0的180余篇。培养工学博士90人,有2人获“全国百篇优秀博士学位论文”,4人获“全国优秀博士学位论文提名奖”。2015年当选中国工程院院士。

编辑 | 张   姣

审核 | 彭永臻、罗绍平,北京工业大学



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本文内容来自FESE期刊2022年第16卷第9期发表的Review文章 “Research progress and prospects of complete ammonia oxidizing bacteria in wastewater treatment”。通讯作者为北京工业大学彭永臻院士。

 

引用格式:Shaoping Luo, Yi Peng, Ying Liu, Yongzhen Peng. Research progress and prospects of complete ammonia oxidizing bacteria in wastewater treatment. Front. Environ. Sci. Eng., 2022, 16(9): 123


声明:本文为FESE期刊编辑部与青年编委会、作者等共同制作,内容仅供参考。欢迎转发和阅读原文,并就文章提出广泛讨论。如转载,请保持内容完整、标注信息来源。





期刊简介

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Frontiers of Environmental Science & Engineering 是由高等教育出版社、中国工程院和清华大学共同主办的环境领域综合学术期刊,聚焦环境领域前沿问题与研究成果,重点关注开创性、跨学科的研究,致力于打造具有国际影响力的高水平学术交流平台,是中国工程院院刊系列期刊、中国科技期刊卓越行动计划重点期刊。

主编:曲久辉院士,John Crittenden院士

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