東北地理所在乙烷驅動Cr(VI)/硝酸鹽復合污染凈化方面取得新進展
地下水中鉻及其伴隨污染物硝酸鹽對人類健康產生較大威脅。甲烷驅動的鉻酸鹽和硝酸鹽還原已被證實，然而非甲烷氣態烷烴—乙烷作為電子供體驅動鉻酸鹽和硝酸鹽還原過程未見相關報道。
本研究首次證實了乙烷作為唯一電子供體和碳源在限氧條件下成功實現鉻酸鹽和硝酸鹽的同步還原。在長期運行下，膜生物反應器表現出了優異的鉻酸鹽和硝酸鹽去除效能，鉻酸鹽和硝酸鹽還原過程與乙烷氧化直接相關。Cr(III)沉淀是微生物鉻還原的終產物。當單一鉻酸鹽存在時，乙烷氧化菌Mycobacterium氧化乙烷協同鉻還原菌TM7a、Sediminibacterium和Deinococcus進行CrVI)還原。當鉻酸鹽和硝酸鹽共存時，Mycobacterium進行乙烷氧化，伴隨著鉻還原菌Ferruginibacter、Deinococcus和AAP9與反硝化菌Haliangium、Pajaroellobacter作為主要參與者。此結果加深了乙烷驅動下鉻酸鹽和硝酸鹽還原過程的理解，有助于推動氣態烷烴在地下水異位修復中的應用（Chi et al., 2023）。
相關研究成果于近期發表在生態環境領域Top期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一區，IF=16.744）上。論文由中科院東北地理所李懷副研究員（通訊作者）、吉林大學遲子芳教授（第一作者）、美國亞利桑那州立大學Bruce E. Rittmann教授等共同完成。本工作得到國家自然科學基金項目（42077353）和中科院東北地理所自主部署項目（E255S106）共同資助。
相關信息如下：
Chi, Z.F., Ju, S.J., Wang, W.J., Li, H., Luo, Y.H., Rittmann, B.E. (2023). Ethane-driven chromate and nitrate bioreductions in a membrane biofilm reactor, Chemical Engineering Journal, 452, 139135. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139135
圖1 乙烷驅動Cr(VI)/硝酸鹽復合污染凈化機制
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