飲用水處理過程中微生物對亞硝胺物質的降解機制研究

《飲用水處理過程中微生物對亞硝胺物質的降解機制研究》是依託河南師範大學，由王萬峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：飲用水處理過程中微生物對亞硝胺物質的降解機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王萬峰
• 依託單位：河南師範大學

項目摘要

由於具有強致癌風險，飲用水處理過程中產生的亞硝胺物質（nitrosamines）已引起越來越多的關注。然而實際水處理對消毒單元產生的亞硝胺類消毒副產物難以控制，目前普遍採用的預氧化技術能使亞硝胺提前生成，但後續處理單元對其消減控制技術並不成熟。為使水處理過程中提前生成的亞硝胺得以去除，避免化學處理可能產生的風險，本項目從生物處理角度，選取九種亞硝胺物質為對象，以生物活性炭為載體，通過亞硝胺溶液馴化培養，分離純化優勢降解菌，在對降解效果系統評價的基礎上闡明微生物降解途徑和機制；通過對不同類型活性炭篩選及定向改性研究，最佳化適用於高效降解菌生長固定的載體材料，結合分子生物學技術，建立相應的線上生物調控方法，形成高效穩定的微生物處理系統，為飲用水安全生產提供技術支撐。

結題摘要

本項目以亞硝胺類物質為研究目標，採用先進的實時定量PCR和高通量測序等生物技術，對亞硝胺馴化下水處理過濾單元生物活性炭中微生物群落結構的影響機理進行研究，進而在降解效果評價的基礎上闡明生物降解途徑和機制。同時對生物負載載體對亞硝胺的去除性能進行了研究。結果表明，經亞硝胺馴化後生物活性炭中群落屬的水平組成受到顯著影響並產生新的屬，同時篩選出具有亞硝胺降解功能的兩株菌株：連香樹紅球菌A41 AS-1和蘇雲金芽孢桿菌LT1C。其分別對多種亞硝胺物質具有降解效果，進一步分析表明目標物降解率與其物質的分子結構及物化常數（LogKow and Hery′s Consistent）存在顯著相關性。載體材料改性研究表明，顆粒狀活性炭經負載納米零價鐵後能顯著提高亞硝胺的去除效果，對7種亞硝胺的去除率達到70%以上。本研究的成果將進一步闡明痕量亞硝胺下生物處理單元生物降解機制，並為水處理過濾單元的最佳化改進提供技術支撐。相關研究成果發表在Science of the Total Environment, Water Science & Technology: Water Supply等環境類期刊上。目前仍有兩篇SCI文章正在撰寫。