地下水微生物在颗粒活性炭(GAC)上生物膜的形成机制及其对饮用水处理的影响

为解决地下水中有机污染物去除过程中生物膜形成的机制问题，研究人员开展了关于颗粒活性炭(GAC)表面微生物生物膜形成的研究。通过扫描电镜和分光光度法发现，土著微生物通过放线菌的菌丝和孢子形成稳定生物膜，并主动转化腐殖质大分子的脂肪族、芳香族及发色团组分。孢子扩散后可在净化水中重新形成菌丝球和生物膜，显著影响水质感官特性，为饮用水处理工艺优化提供了关键依据。

　　

该研究揭示了地下水微生物在颗粒活性炭(Granular Activated Carbon, GAC)表面形成生物膜的独特机制。通过体外实验发现，土著微生物能利用易降解的葡萄糖和难矿化的腐殖酸钠(Na-humate)在GAC多孔表面建立复杂群落。扫描电镜捕捉到放线菌(Actinobacteria)形成菌丝和孢子的动态过程，这些结构在不同水处理阶段保持稳定。微生物群落通过代谢作用高效转化腐殖酸大分子中的脂肪族链、芳香环和发色团(chromophore)组分。令人惊讶的是，生物膜释放的孢子可在14天内沿处理管线扩散，并在净化水中"复活"——萌发形成新的菌丝球(mycelial pellets)和生物膜，直接导致饮用水感官品质恶化。该发现为控制水处理系统中的微生物再生污染提供了重要理论支撑。