碳纳米管与微生物共代谢降解典型新关注微污染物的耦合作用机理研究

基本信息
批准号:51478446
项目类别:面上项目
资助金额:88.00
负责人:穆杨
学科分类:
依托单位:中国科学技术大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:童中华,张兴,李磊,母哲轩,韩俊成,何传书,王亚洲,李阳
关键词:
碳纳米管胞外电子传递新关注微污染物微生物共代谢废水生物处理
结项摘要

Emerging micro-pollutants can pose direct or potential threats to aquatic ecosystem and human health, and recently microbial co-metabolism technology has been paid more attentions for the removal of these emerging micro-pollutants. The limiting factors for this micro-metabolism process majorly include the reaction drive force due to very low concentration of emerging micro-pollutants in water and the extracellular electron transfer ability of microorganisms. Regarding these two issues, in this project we are planning to introduce carbon nanotubes (CNTs) into the microbial co-metabolism system in order to enhance the removal of emerging micro-pollutants. The coupling mechanisms of CNTs on the microbial co-metabolism process will be investigated including enrichment of micro-pollutants and acceleration of microbial extracellular electron transfer. The degradation pathways and kinetics of emerging micro-pollutants as well as the evolvement of microbial community will also be studied. A structured mechanism model will be developed to better understanding the coupling process between CNTs and the microbial co-metabolism. Additionally, various functional modification methodologies of CNTs will be investigated to explore the possibility of manipulate this coupling process and further enhance the removal of emerging micro-pollutants. The results from this project are expected to provide theoretical fundamentals and technical support for the applictions of microbial co-metabolism especially on the removal of emerging micro-pollutants.

水环境中的新关注微污染物对水生生物和人类健康构成了直接或潜在的威胁,利用微生物共代谢法去除新关注微污染物引起了较为广泛的关注。然而,由于新关注微污染物浓度非常低,导致共代谢关键酶转化污染物的反应推动力不足。另外,提高微生物的胞外电子传递能力被认为在强化微污染物共代谢降解方面具有重要的作用。针对这两个问题,本项目拟向微生物共代谢体系中引入碳纳米管介质,分析碳纳米管富集典型新关注微污染物的特性,解析其参与电子传递过程从而提高目标污染物降解的微观作用模式,研究碳纳米管对共代谢降解途径及降解动力学的影响,揭示共代谢微生物群落结构组成的变化规律,综合分析碳纳米管与共代谢反应的耦合作用机制,在此基础上构建机理性模型并建立新关注微污染物的强化去除方法。该项目的研究结果将为提高微生物共代谢体系中新关注微污染物的去除效率提供新的思路和理论依据。

项目摘要

针对水环境中微生物去除有机污染物效率低的问题,本项目以碳纳米材料作为关键介质,明晰了碳纳米材料对有机污染物硝基苯化学还原转化的作用机理,阐明了碳纳米材料石墨烯和生物炭材料耦合厌氧微生物降解有毒有机污染物硝基苯的强化机制,建立了碳纳米材料强化生物或化学还原降解有机污染物偶氮染料的构效关系,发展了碳纳米材料改性强化降解有机污染物的调控新方法,解析了N元素掺杂碳材料加快电活性微生物胞外电子传递强化有机污染物去除的机理。项目的研究结果为微生物体系中有机污染物的高效去除提供了较为重要的理论依据。该项目实施4年以来,相关研究成果已经在Environmental Science & Technology Letters、Water Research等国际SCI源刊物上发表论文22篇;授权中国发明专利2项,申请中国发明专利4项;培养了2名博士和2名硕士毕业生,另有 1 名博士生和1 名硕士生即将毕业。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

DOI:10.11821/dlyj020190689
发表时间:2020
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:
5

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020

穆杨的其他基金

相似国自然基金

1

产胞外ROS细菌共代谢典型有机微污染物机理研究

批准号:21876018
批准年份:2018
负责人:王竞
学科分类:B0602
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
2

基于优势微生物共代谢的典型工业废水高效吸附-降解体系的构建

批准号:20977035
批准年份:2009
负责人:任源
学科分类:B0604
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
3

微生物降解多环芳烃的代谢物分析及其共代谢机理

批准号:20977116
批准年份:2009
负责人:栾天罡
学科分类:B0602
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
4

特种有机污染物的微生物降解代谢

批准号:38670173
批准年份:1986
负责人:杨惠芳
学科分类:C01
资助金额:3.00
项目类别:面上项目