8月13日水環境領域國際權威期刊Water Research（中科院環境科學與生態學類一區Top期刊，影響因子9.130）在線發表了上海師范大學環境與地理科學學院張永明教授課題組的研究論文“Nitrifying biomass can retain its acclimation to 2,4,6-trichlorophenol”。該論文發現經過馴化的硝化污泥在有毒污染物2,4,6-三氯酚(TCP)的沖擊下，仍能有效緩解其毒性并保持其原有的硝化能力，尤其是該硝化污泥在間隔2個月后對TCP還具有“記憶力”，且該“記憶力”能遺傳給后代硝化污泥。

目前我國擁有約6000座城市生活污水處理廠，其中相當一部分污水處理廠在日常污水處理過程中要接納一部分工業廢水。通常情況下，工業廢水需要進行一定程度的預處理后才能納入市政管網進入城市污水處理廠的污水處理系統中。但在實際過程中，因工業廢水處理系統出現故障或是設備泄露等等意外情況，一些有毒工業廢水會直接進入到城市污水處理系統，導致城市污水處理系統效率急劇下降甚至崩潰。其中，由于硝化污泥對有毒污染物極為敏感，很容易導致其活性的急劇下降甚至失活，而硝化污泥的失活將會造成重大的水處理事故。因為目前城市污水處理廠的主要任務是脫氮除磷，其中硝化污泥的泥齡較長，難以在短時間內培養出來。此外，正常情況下未經預處理的工業廢水直接排入到城市污水處理系統并非頻繁發生。因此，所馴化的硝化污泥在一定時期沒有遭遇有毒工業廢水后再次突遇有毒廢水時，該硝化污泥尤其是新生的硝化污泥是否仍能保持其抵御毒性的功能是本論文的研究重點。通過研究發現，間隔2個月后再次遇到TCP時，所馴化的硝化污泥仍可以同時有效地降解TCP和進行硝化反應，且該能力能夠遺傳至第5代硝化污泥。在上述研究的基礎上，課題組首次在國際上提出了硝化污泥具有“記憶力”的概念。通過高通量測序，分析了具有“記憶力”硝化污泥的微生物群落分布，從分子生物學的角度解析了該“記憶力”的相關機理。該研究結果具有重要的理論和實際意義。同時也開辟了一個全新的研究領域，即如何定向馴化能抵御有毒工業廢水并保持其生物活性的硝化污泥，以及該污泥間隔一定時間后，在突遇有毒有害污染物侵入時，是否仍能保持其對污染物“記憶力”，及其相關機理和作用機制等方面的研究。

圖. 普通和馴化硝化污泥以及第5代硝化污泥同時降解TCP和氨氮的對比

本論文得到國家自然科學基金(50978164)、上海市地方高校能力建設項目(16070503000)和清華大學環境模擬與污染控制國家中重點聯合實驗室開放基金(16K10ESPCT)的資助。論文第一作者是我校環境科學專業2017級博士研究生鄒莎莎同學，合作者包括美國工程院院士Bruce E. Rittmann教授等，通訊作者張永明。

（供稿、圖片：環境與地理科學學院）

論文鏈接地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135420308216

DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116285