基于宏基因组与宏转录组分析石化废水生物处理系统脱氮功能菌群

石化行业是我国的支柱产业,长期以来,石化废水处理一直是水污染治理领域的重难点,阻碍了石化行业高质量可持续的发展.由于石化企业和园区多临河或临海而建,其废水排放易造成流域性或区域性水生态风险,尤其石化废水中的氮素污染,严重威胁了水生态安全及人民群众身体健康.因此,从上海某化工区的某条石化废水A/O脱氮工艺线中采集了污泥样品,通过宏基因组和宏转录组对比分析了出水水质稳定时期与出水水质波动时期的不同污泥中微生物的群落结构,脱氮菌群的功能特征和关键的氮代谢途径.结果表明,工艺的氨氧化功能易波动,而亚氮和硝氮的去除相对稳定.菌群研究发现该A/O工艺主体脱氮途径为硝化-反硝化脱氮途径,未发现工艺内有厌氧氨氧化相关基因片段.体系脱氮关键功能基因中约有90%与反硝化作用相关,只有约0.17%的基因参与了硝化过程中氨氮的转化.进一步研究发现,氨氧化功能菌在工艺中丰度极低且结构单一,主要的氨氧化功能菌属是Nitrosomonas.这可能是工艺线出水氨氮浓度易波动的主要原因.