2024年3月5日,深圳大學生命與海洋科學學院胡章立教授團隊在環(huán)境領域國際頂級期刊《Water Research》(影響因子:12.8)上發(fā)表題為“One-step bioremediation of hypersaline and nutrient-rich food industry process water with a domestic microbial community containing diatom Halamphora coffeaeformis”的研究論文。

由于榨菜加工廢水具有高鹽度(大于3.5%)、低pH和豐富的營養(yǎng)鹽等特點,因此榨菜加工廢水的有效處理目前面臨處理成本高、能耗大且處理過程中需要使用大量的化學試劑等困難,處理不當還會造成嚴重的環(huán)境危害。胡章立教授團隊利用在污水中分離的一株硅藻—海生雙眉藻(Halamphora coffeaeformis)和其共生細菌構建的微生物群落,成功實現了對高鹽度和富營養(yǎng)化榨菜生產加工廢水的“一步”處理。處理效果具體表現在該生物群落對無機和有機營養(yǎng)鹽的高回收效率:微生物群落成功地從廢水培養(yǎng)基中回收了91%的NH4+-N、78%的總氮、95%的總磷和82%的總有機碳。經過處理14天,除草酸外,所有鑒定的有機酸和氨基酸均被完全去除。廢水中微生物群落生物量濃度達到1.74 g L-1,顯著高于對照組(10倍f 2-1培養(yǎng)基)。由于收獲的生物量中含有高價值的巖藻黃素(3 mg g-1),同時回收了大量磷元素,因此收獲的生物量既可以用來生產高價值的生物活性物質還可以作為肥料或飼料進行增值化應用。

對細菌群落的宏基因組分析表明,以嗜冷桿菌屬和鹽單胞菌為主的細菌群落也參與了生物量的積累和營養(yǎng)鹽的回收。針對雙眉藻的轉錄組學分析進一步揭示,在廢水培養(yǎng)基中生長的雙眉藻,其翻譯、折疊、分類和降解以及運輸和分解代謝等多個途徑,與對照組相比,受到了顯著抑制??偟膩碚f,本項工作為榨菜生產過程用水的有效生物處理,提出一個可持續(xù)的解決方案。

深圳大學生命與海洋科學學院王松副研究員為論文第一作者,胡章立教授為論文通訊作者,重慶大學張育新教授和重慶市農業(yè)科學院畢茹為論文主要合作者。深圳大學為第一完成單位,重慶大學、重慶市農業(yè)科學院與東北農業(yè)大學為論文合作單位。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目(2018YFA0902500)、國家自然科學基金項目(32273118)、深圳市可持續(xù)發(fā)展專項(KCXFZ20211020164013021)和深圳大學2035卓越研究計劃項目(2022B010)等項目的支持。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121430
(來源 生命與海洋科學學院)