2021年3月29日国际著名期刊Science of the Total Environment (中科院环境科学与生态学类一区的Top期刊，IF=6.551)在线发表了上海师范大学环境工程系张永明教授团队的最新研究成果：Recovery of the nitrifying ability of acclimated biomass exposedto para-nitrophenol。论文详细介绍了经过专门驯化后的硝化污泥是如何从遭遇对硝基酚毒害后迅速恢复其硝化活性的过程及其机理。

城市生活污水的处理过程中，氮的去除已成为当前污水处理的重中之重，而其中硝化反应是关键。硝化反应主要依赖硝化污泥的生物活性，但硝化污泥对有毒污染物又非常敏感，一旦遭遇有毒污染的侵袭，普通硝化污泥的生物活性则很难得到恢复。其中对-硝基酚(PNP)是存在于工业废水中典型的有毒污染物之一。PNP广泛用于合成染料的中间体，亦用于生产农药和药品等。因此，PNP经常在工业废水中被检测到。本文分析了经过驯化培养的硝化污泥在遭遇PNP后其硝化特性的变化情况，并与普通硝化污泥进行了对比。研究结果发现，经过驯化培养的硝化污泥在遭遇PNP后，仍能保持良好的硝化能力，而同样情况下普通硝化污泥则很难恢复其原有的硝化能力(如图1所示)。

图1.普通硝化污泥与驯化硝化污泥在遭遇PNP毒害后硝化能力恢复情况的对比

通过对比分析两种硝化污泥内的微生物群落发现，驯化后的硝化污泥中具有能降解PNP的微生物丰度明显增加，同时能进行硝化反应的微生物的丰度亦没有下降(如图2所示)。两种硝化污泥在抵御PNP毒性过程所表现出的特性和机理如图3所示。该项研究对确保污水生物处理过程中硝化污泥的活性具有重要的理论和现实意义。

图2.普通硝化污泥与驯化硝化污泥中不同特征功能微生物群落的丰度比较

图3. 两种污泥在遭遇PNP后其硝化反应的机理

本论文得到环境模拟与污染控制国家重点联合实验室(清华大学)开放基金(16K10ESPCT)、上海市地方高校能力建设项目(16070503000)和上海师范大学科研发展基金预研项目(SK201930)的资助。第一作者是上海师范大学环境科学与工程专业2017级硕士研究生张辰媛同学，合作者包括国际著名环境工程专家，斯德哥尔摩水奖获得者，美国工程院院士Bruce E. Rittmann教授等，张永明教授和阎宁副教授为共同通讯作者。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721017654?dgcid=author