2020年8月13日水环境领域国际权威期刊Water Research（中科院环境科学与生态学类一区Top期刊，影响因子9.130）在线发表了我院环境工程系张永明教授课题组的研究论文“Nitrifying biomass can retain its acclimation to 2,4,6-trichlorophenol”。该论文发现经过驯化的硝化污泥在有毒污染物2,4,6-三氯酚(TCP)的冲击下，仍能有效缓解其毒性并保持其原有的硝化能力，尤其是该硝化污泥在间隔2个月后对TCP还具有“记忆力”，且该“记忆力”能遗传给后代硝化污泥。
目前我国拥有约6000座城市生活污水处理厂，其中相当一部分污水处理厂在日常污水处理过程中要接纳一部分工业废水。通常情况下，工业废水需要进行一定程度的预处理后才能纳入市政管网进入城市污水处理厂的污水处理系统中。但在实际过程中，因工业废水处理系统出现故障或是设备泄露等等意外情况，一些有毒工业废水会直接进入到城市污水处理系统，导致城市污水处理系统效率急剧下降甚至崩溃。其中，由于硝化污泥对有毒污染物极为敏感，很容易导致其活性的急剧下降甚至失活，而硝化污泥的失活将会造成重大的水处理事故。因为目前城市污水处理厂的主要任务是脱氮除磷，其中硝化污泥的泥龄较长，难以在短时间内培养出来。此外，正常情况下未经预处理的工业废水直接排入到城市污水处理系统并非频繁发生。因此，所驯化的硝化污泥在一定时期没有遭遇有毒工业废水后再次突遇有毒废水时，该硝化污泥尤其是新生的硝化污泥是否仍能保持其抵御毒性的功能是本论文的研究重点。通过研究发现，间隔2个月后再次遇到TCP时，所驯化的硝化污泥仍可以同时有效地降解TCP和进行硝化反应，且该能力能够遗传至第5代硝化污泥。在上述研究的基础上，课题组首次在国际上提出了硝化污泥具有“记忆力”的概念。通过高通量测序，分析了具有“记忆力”硝化污泥的微生物群落分布，从分子生物学的角度解析了该“记忆力”的相关机理。该研究结果具有重要的理论和实际意义。同时也开辟了一个全新的研究领域，即如何定向驯化能抵御有毒工业废水并保持其生物活性的硝化污泥，以及该污泥间隔一定时间后，在突遇有毒有害污染物侵入时，是否仍能保持其对污染物“记忆力”，及其相关机理和作用机制等方面的研究。
普通和驯化硝化污泥以及第5代硝化污泥同时降解TCP和氨氮的对比
本论文得到国家自然科学基金(50978164)、上海市地方高校能力建设项目(16070503000)和清华大学环境模拟与污染控制国家中重点联合实验室开放基金(16K10ESPCT)的资助。论文第一作者是我校环境科学专业2017级博士研究生邹莎莎同学，合作者包括美国工程院院士Bruce E. Rittmann教授等，通讯作者张永明。（供稿：环境工程系）
论文链接地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135420308216
DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116285
