Fe3+胁迫对藻菌系统硝化抑制、铁分布及微生物耐受性的影响研究

《Environmental Research》：Fe3+ stress in an algal-bacterial system: nitrification inhibition, iron distribution, and microbial tolerance

本文系统评估了Fe3+（0.2-32 mg/L）对藻菌系统的影响，发现高浓度Fe3+（>8 mg/L）通过抑制亚硝化单胞菌（Nitrosomonas）和上调羟胺还原基因（hcp）显著降低氨氮（NH4+-N）去除率。铁主要以Fe-P和FeOOH形式沉淀于微生物聚集体，在胞外聚合物（EPS）中分布为S-EPS>TB-EPS>LB-EPS。研究揭示了硝化螺菌（Nitrospira）、聚磷菌（PAOs）等微生物的铁耐受机制，为废水处理中铁剂投加管理提供了理论依据。

　　

Highlight

Fe³⁺胁迫对藻菌系统的影响：硝化抑制、铁分布与微生物耐受性

污染物去除与硝化抑制

三价铁（Fe³⁺）对化学需氧量（COD）和磷酸盐（PO₄^3--P）的去除未产生显著影响。R0-R3组的COD平均去除率分别为88.9%、90.5%、90.2%和89.3%（图1a）。PO₄^3--P的去除率分别为98.6%、99.4%、99.1%和99.2%（图1b）。铁与磷的沉淀作用导致磷去除率无显著差异（p > 0.05）。

Fe³⁺抑制了氨氮（NH₄⁺-N）和总无机氮（TIN）的去除。对NH₄⁺-N的抑制作用尤为显著。

结论

进水Fe³⁺浓度在0.2–32 mg/L范围内不影响COD和磷的去除。然而，32 mg/L的Fe³⁺使NH₄⁺-N去除率从91.2%降至58.8%，TIN去除率从63.5%降至52.4%。硝化作用受损是由于亚硝化单胞菌（Nitrosomonas）受到抑制，同时羟胺还原基因（hcp，编码NH₂OH还原为NH₄⁺）上调。铁以"铁结壳"形式沉淀在微生物聚集体上，并在胞外聚合物（EPS）中分布为S-EPS > TB-EPS > LB-EPS，其中TB-EPS表现出更高的Fe³⁺亲和力。