浙工大这项颗粒污泥技术，助力含汞废水高效去除与回收

ZJUT 2024

汞（Hg）及其化合物广泛存在于大气、水、土壤和食物中，因其高毒性、全球迁移性和生物积累性而备受关注。汞的环境归趋和毒性效应常常受到其他共存物质的影响。例如，某些含Hg废水中同时含有硒（Se），而Hg和Se这两种污染物通常存在生物拮抗作用。硒是一种生命必需的微量元素，但其有效范围相当狭窄，为40–400 μg/天。硒缺乏会引起克山病、大骨节病等多种疾病，而硒摄取过量则对人类及其它生物构成毒性威胁。

浙江工业大学环境学院潘响亮教授团队利用Hg和Se之间的微生物拮抗作用，开发并优化了一种新的颗粒污泥技术，实现了废水Hg和Se的高效去除与回收。在优化的“厌氧-好氧-厌氧”条件下，反应器Hg(II)和Se(IV)的去除率分别达到99.91±0.07%和97.7±0.8%。废水中的Hg(II)主要（97.43±0.01%）转化成一种惰性矿物，灰硒汞矿（硒化汞HgSe），并且在污泥中未检测到剧毒的甲基汞（MeHg）产生。污泥中HgSe的毒性很低，几乎没有二次释放风险，并且可以被高效回收。汞还原抑制实验和mer操纵子（负责微生物汞还原）的高表达结果表明，大部分Hg(II)（约71%）首先被还原为Hg⁰，然后Hg⁰与Se⁰反应合成HgSe。基因组分析结果显示，最终污泥（第182天）由两种未分类的细菌主导，分别隶属于红螺菌目Rhodospirillales（27.7%）和黄单胞菌目Xanthomonadales（6.3%）。它们都可以还原Hg(II)和Se(IV)，可以独立或协同地合成HgSe。综上所述，优化的“厌氧-好氧-厌氧”条件下颗粒污泥可以高效、稳定、长期、同步去除并回收废水中的Hg和Se污染物，且消除了剩余污泥中Hg的二次释放风险。此外，颗粒污泥中发现的Hg(II)还原为Hg⁰再合成HgSe的微生物转化机制可能在多种工程和自然生态系统中广泛存在。

颗粒污泥反应器

运行性能与汞-硒的微生物拮抗机理

该成果以“Microbial antagonistic mechanisms of Hg(II) and Se(IV) in efficient wastewater treatment using granular sludge”为题于2024年4月1日发表在环境领域知名期刊《Water Research》，浙江工业大学为唯一作者单位，环境学院何崭飞副教授为第一作者，潘响亮教授为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划（2018YFC1802901、2018YFC1802902和2018YFC1802903）、国家自然科学基金（42377476、42177461和U1703243）以及浙江省自然科学基金（LY22E080015）的资助。

原文链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135424002136

学者介绍

ZHEJIANG UNIVERSITY 

OF TECHNOLOGY

何崭飞

浙江工业大学环境学院

副教授

博士生导师

主要从事微生物成矿、土壤重金属修复、矿山废水重金属去除等系列研究工作，其中研发的“生物成矿颗粒污泥”技术在废水重金属去除、钝化和回收方面取得显著成效。主持国家自然科学基金面上项目、国家重点研发项目子课题、国家自然科学基金青年项目等国家级项目4项。在Water Research、Soil Biology and Biochemistry、Applied and Environmental Microbiology等学术期刊发表论文40余篇，其中第一或通讯作者30余篇，授权国家专利25项，其中发明专利10余项。

ZHEJIANG UNIVERSITY 

OF TECHNOLOGY

潘响亮

浙江工业大学环境学院

教授

博士生导师

主要从事环境修复技术、新污染物、减污降碳等方面的研究工作，所研发的多项重金属污染环境微生物修复技术进行了示范应用；主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、863计划、973计划等项目和课题多项，在Science Bulletin，Water Research等期刊发表SCI论文近200篇，被引9000多次，H指数53；授权发明专利20多项。任Science of the Total Environment等期刊编委，应邀担任中国土壤学会环境微塑料工作组委员会副主任。曾入选中国科学院百人计划，科技部科技创新推进计划（中青年科技创新领军人才）和国家“万人计划”科技创新领军人才。曾获中国科学院王宽诚西部学者突出贡献奖，中国科学院朱李月华优秀教师奖，中国科学院优秀导师奖。

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来源 | 环境学院

排版 | 张赛萍

编辑 | 许维婷

审核 | 王剑斌 陈微微