Bioresource Technology | 氢辅助沼气生产和提质过程中微生物群落对氨氮水平的响应（国人作品）

推荐：江舜尧

编译：艾奥里亚

编辑：小菌菌

江南大学的Han Wang等人于2020年1月在Bioresource Technology上发表题目为《Microbial community response to ammonia levelsin hydrogen assisted biogas production and upgrading process》的文章。丹麦技术大学的张翼峰担任该研究通讯作者。该研究基于高通量测序技术，在中温和高温条件下探究了氢辅助生物沼气提质过程中氨氮浓度对微生物群落的影响。通过研究，与中温条件相比，高温条件下古菌OTUs的丰度较高。此外，在高氨条件下，氢辅助沼气改质过程也发生了从乙酸发酵途径向氢营养途径转化的现象。当加入氢气时，对高氨氮敏感的细菌可以耐受更高浓度的氨。该研究结果揭示了微生物群落对高浓度氨氮的响应，为缓解沼气提质过程中的氨抑制提供依据。

文章内容

利用富余的可再生能源(风能)中的氢气作为还原动力，将二氧化碳生物转化为甲烷的方法是一种新型的沼气提质技术。虽然高浓度的氨不利于沼气提质过程，但这种独特的提质系统中的抑制机制以及微生物胁迫响应尚未见报道。本文探究了高浓度氨氮对氢气提质过程中微生物群落的影响。研究结果表明，随着氨浓度的增加(1-7 g NH₄⁺-N L^-1)，我们发现一种由乙酸发酵途径向氢营养途径转变的现象。此外，与氢营养产甲烷菌潜在合养的细菌在高氨浓度下有所富集，而一些易受氨氮毒害的细菌(如Halanaerobiaceaeen和Leucobacter)在氢气添加后恢复生长。同时，在高氨浓度下，氢的添加还能促进一些水解和发酵细菌的生长。

文章内容

图1| β多样性分析。M代表中温下条件，T代表高温条件下，1和7分别代表NH₄⁺-N L^-1的添加量为1和7 g，0/0.25/0.5/1分别代代表不同的氢分压。

图2| 在中温和高温条件下，氨氮水平增加后，OTUs发生的变化。粉红色代表差异大于1%，黄色代表差异小于1%。

图3| 以热图形式表现了中温和嗜热反应条件不同氢分压下细菌剖面。

图4 | 不同氨氮水平和氢分压下古菌群落中OTUs的相对丰度。

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