湖北大学资源环境学院胡惠秩副教授及其研究生万仁辉、莫凡日前在国际知名期刊《Bioresource Technology》(环境工程SCI一区Top,IF=9.7)发表研究论文“Two-way role of boron in microalgal-bacterial granular sludge: Enhanced signal communication for efficient metabolism”。
微藻-细菌颗粒污泥(MBGS)是一种高效、节能且环境友好的污水处理技术,能够通过微藻和细菌的协同作用实现污染物去除和资源化利用。然而,藻类与细菌之间的相互关系易受环境变化影响,导致系统稳定性下降。本研究聚焦硼元素在MBGS系统中的作用,发现硼通过促进细菌自诱导因子(AI-2)的分泌,激活群体感应(QS),显著提高细胞外聚合物(EPS)的生成量,增强了颗粒污泥的结构稳定性和沉降性能。同时,硼调控藻类吲哚-3-乙酸(IAA)的水平,提高光合作用效率,使绿藻门和蓝藻门的丰度显著增加,从而优化了氮、磷等污染物的去除效率。在最优硼浓度(80 µM)下,MBGS系统表现出最佳性能,包括显著提高的氨氮(NH4+-N)和磷酸盐(PO43--P)去除效率,以及降低的氧化应激水平(以超氧化物歧化酶(SOD)活性减少为标志)。硼通过调控藻类与细菌的信号通信,强化了它们的协同作用,为提升MBGS技术在污水处理中的稳定性和效率提供了理论依据。这一研究结果展现了MBGS技术在实现碳中和与资源回收方面的巨大潜力。本论文湖北大学为第一完成单位,湖北大学资源环境学院2021级硕士生万仁辉和2023级硕士生莫凡为共同第一作者,湖北大学资源环境学院胡惠秩副教授为论文通讯作者。该项研究得到湖北省自然科学基金的支持。
编辑 莫凡 李可;审核 刘杰