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Anammox厌氧氨氧化的前世今生

文章出处:绿创环境 人气: 发表时间:2019-10-29 17:09

  1986,Delft 理工大学教授 Gijs Kuenen 发现了一种他的同事认为不可能存在的微生物。后来人们发现这种生物负责海洋世界一半的海洋氮产量。

  在 1986 之前,人们认为不存在这种细菌,现在被证明是在我们周围大量存在。2003 年荷兰微生物学家在自然界发表了一篇文章描述了在黑海发现厌氧氨氧化的过程。随后在来自世界各地的五十个样本中发现厌氧氨氧化。厌氧氨氧化细菌可能影响全世界的氮循环。海洋学家能够解决一个 40 年前的问题,即海洋氮循环的缺口。其想法是反硝化细菌将硝酸盐和亚硝酸盐转化为氮气。在低氧环境下,会产生氨,但这从来没有发现。

  Gijs Kuenen 回顾厌氧氨氧化的发现历史。

  在 1980,Gijs Kuenen 到达 Delft(代尔夫特)时,当地 Gist-Brocades(DSM 化学公司的一部分,酵母工厂)工厂不断的被投诉原因:在酵母生产工厂里,有来自溶剂和来自高压灭菌的糖蜜得各种各样的气味。” 整个 Delft 都在抱怨,这对 Gist-Brocades 公众的形象也没有任何好处。起初,酵母公司,将臭味的废水注入海牙。然而,1986 年,Gist-Brocades 决定通过将厌氧产甲烷来清理内部的废物流。在一项试验中,Gist-Brocades 的 Arnold Mulder 利用细菌在无氧的容器中将富含硫酸盐的废物分解。在容器内,硫化物正在形成,产生了一股坏鸡蛋的气味。因为含硫化合物的干扰正是他试图避免的,Mulder 增加了额外的硝酸盐来避免硫化物的干扰,硫酸分解完全按计划进行,但 Mulder 注意到别的:铵浓度也下降,气态氮含量上升。

  1977 年,奥地利科学家 Engelbert Broda 预测了这一过程的存在,但大多数微生物学家仍然持怀疑态度。根据教条,分解铵需要氧气。Gijs Kuenen 作为 Gist-Brocades 的顾问,他怀疑涉及厌氧菌。Kuenen 开始研究一些他的同事确信不存在的微生物。随后 Kluyver 实验室的博士生 Astrid van der Graaf 证实了她教授的假设。在她实验室培养瓶中的深红色细菌,能够进行厌氧氨氧化反应,他们将这种细菌命名为 Brocadia Anammoxidans,这个属的名称指的是它的发现地点,它是 Gist-Brocades 工厂的一个反应容器。

  没过多久,Kuenen 就看到了一种新形式的废水处理的新方法 ---Anammox 。以气体 N2 的形式除去氮比以复合形式去除氮要简单得多,如铵、硝酸盐或亚硝酸盐。


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