本次分享一篇由清華大學(xué)劉艷臣團(tuán)隊(duì)在《Water Research X》上發(fā)表的一篇學(xué)術(shù)論文：Nitrite-dependent microbial utilization for simultaneous removal of sulfide and methane in sewers。這篇文章主要研究了在下水道系統(tǒng)中通過亞硝酸鹽（nitrite）的投加來同時去除硫化氫（H₂S）和甲烷（CH₄）的微生物利用方法。研究的核心在于提出并驗(yàn)證一種“微生物利用"概念，即利用亞硝酸鹽作為底物，通過微生物作用同時消耗下水道中的硫化氫和甲烷。這種方法與傳統(tǒng)的“微生物抑制"策略不同，后者通常需要高濃度的化學(xué)物質(zhì)和酸性環(huán)境來抑制微生物活動。

化學(xué)物質(zhì)通常被投加到下水道系統(tǒng)中以減少硫化氫（H₂S）和甲烷（CH₄）的排放，這會帶來高昂的成本和環(huán)境問題。亞硝酸鹽投加是一種有希望的方法，因?yàn)閬喯跛猁}可以從尿液廢水中產(chǎn)生，這是一種可行的綜合水資源管理策略。然而，亞硝酸鹽投加通常需要嚴(yán)格的條件，例如相對較高的亞硝酸鹽濃度（例如，約200mg N/L）和酸性環(huán)境，以抑制微生物。與“微生物抑制"相比，本研究提出了“微生物利用"概念，即利用亞硝酸鹽作為下水道中H₂S和CH₄消耗的底物。在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的下水道反應(yīng)器中，連續(xù)投加了濃度相對較低的亞硝酸鹽（25-48mg N/L）。兩個依賴于亞硝酸鹽的微生物利用過程，即依賴于亞硝酸鹽的厭氧甲烷氧化（n-DAMO）和微生物硫化物氧化，成功地與亞硝酸鹽還原同時發(fā)生。這兩個過程的發(fā)生，在下水道反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了溶解甲烷58%的減少和超過90%的硫化物去除，微生物活動分別測量為15.6毫克CH4/(L?h)和29.4mgS/(L?h)。在下水道生物膜和沉積物中檢測到高拷貝數(shù)的n-DAMO細(xì)菌和硫化物氧化細(xì)菌（SOB）。機(jī)制分析證實(shí)，較低水平的投加亞硝酸鹽并未由于下水道沉積物中活性區(qū)域的向下遷移而抑制硫化物生成過程。因此，提出的“微生物利用"概念為下水道中硫化物和甲烷的同時去除提供了一種新的選擇。

在本文中，DGT（薄膜擴(kuò)散梯度）技術(shù)被用來測量下水道沉積物中微尺度的硫化物生成活性。DGT（薄膜擴(kuò)散梯度）技術(shù)在本文中為研究下水道中硫化物和甲烷的生成、遷移以及亞硝酸鹽的微生物利用提供了重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析手段。智感環(huán)境研發(fā)的四大系列共計30余種DGT產(chǎn)品，滿足了絕大多數(shù)土壤、水體和沉積物的監(jiān)測要求。