Page 289 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

第 5 期 熊江磊等：改性蓝藻生物炭促进生物电化学系统阴极氢自养反硝化过程研究 · 1645 ·

对照组相比，加入蓝藻生物炭 后 BE 阴极的微生物 它可以利用电极上的电子作为电子供体进行硝氮的
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群落结构发生很大变化，其 中 ABC-800 组的陶厄氏 还原，并且与 N O 的产生相关 [20] 。ABC-80 组中
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菌属（Thauera）、JGI_0001001_H0 以 及 Thiobacillus 丰度较高的种属 为 PHOS-HE36，其是一种典型的
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等属的相对丰度明显提升。Thauer 是一种典型的 反 硝 化 剂 [21] 。ABC-800 K 组 中 ，Thermomona 及
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氢自养反硝化细菌，已证实存在于在多种氢营养型 Chitinophagacea 的丰度较高。Bacteroidetes_VC2.1_
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反应器中，并与种间电子的直接传递过程（DIET）相 Bac2 见诸于硫酸盐还原环境中，表明其有可能参与
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关 [18] ；JGI_0001001_H0 属细菌目前较少见于文献 了硫酸盐的还原 [22] ； 而 Thermomona 则是一种效果
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报道中，Ya 等 [19 ] 在其反硝化效率较好 的 CW- 组 很好的反硝化剂 [23] ；Chitinophagacea 是一种氨氧化
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反应器中发现该细菌大量富集，表明其与反硝化过 细菌 [24] 。这表 明 ABC-800 组微生物结构发生了不
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程相关；Thiobacillu 也是一种常见的自养反硝化菌， 同的改变，出现了其他的代谢机制。
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图 8 添加不同生物炭材料时反应器内微生物种群相对丰度
Fig.8 Relative abundance of microbial population in reactors with different biochar materials addition

3 结论 下水硝酸盐污染空间分布特征及污染源解析[J]. 环境科学研
究，2021，34（9）：2164-2172.
（1）经硝酸改性后的生物炭（ABC-800N）增加了 YANG Y M, ZHANG T, ZHENG M X, et al. Spatial distribution
材料本身的比表面积，且其表面含有较多的与生物 characteristics and pollution source analysis of nitrate pollution
相容性及电子传递能力相关的芳香性含氧官能团。 in groundwater based on hydrochemistry and local stable
（2） 将 ABC-800 N 投加 到 BE 生物阴极后，其 isotopes[J]. Research of Environmental Sciences，2021，34（9）：
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2164-2172.
脱氮效率相较对照组明显提高。
［ 2 ］ LOGAN B E, RABAEY K. Conversion of wastes into
（3）生物阴极高通量测序结果表明，在门和属水 bioelectricity and chemicals by using microbial electrochemical
平上，各组反应器的优势菌属都包含电活性、产氢和 technologies[J]. Science，2012，337（6095）：686-690.
反硝化相关的微生物群落；投 加 ABC-800 N 可以促 ［ 3 ］ LIANG D D, HE W H, LI C, et al. Remediation of nitrate
进 BE 反应器中阴极的氢自养反硝化过程，缓解亚 contamination by membrane hydrogenotrophic denitrifying
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biofilm integrated in microbial electrolysis cell[J]. Water
硝态氮的积累，同时提高了与氢自养反硝化及电子
Research，2021，188：116498.
传递相关的微生物菌属丰度。
［ 4 ］ PARK H I, CHOI Y J, PAK D. Autohydrogenotrophic
denitrifying microbial community in a glass beads biofilm
参考文献 reactor[J]. Biotechnology Letters，2005，27（13）：949-953.
［ 1 ］ 杨延梅, 张田, 郑明霞, 等.基于水化学及当地稳定同位素的地 ［ 5 ］ 许子聪, 李海松, 胡培基.污泥膨胀对反硝化中试反应器效能及