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1. 阳离子聚合物介导的细菌间聚集：一种快速形成好氧颗粒污泥的新方法
Chemosphere（IF=8.1）2024年10月22日在线
通讯作者：Sajid Hussain
通讯单位：University of Trento
摘要
本研究介绍了一种形成好氧颗粒污泥的新方法，该方法可最大限度地缩短启动时间并保证形成稳定的颗粒污泥。这是通过在反应器中接种阳离子聚合物而不使用接种污泥来实现的。实验测试了三种阳离子聚合物（Hydrofloc C4400SA、C8896和聚电解质乳液），以确定基于最佳剂量和好氧颗粒形成情况的最适合用于好氧颗粒污泥（AGS）启动的聚合物。与同类聚合物相比，Hydrofloc阳离子聚合物C4400SA在AGS反应器中具有优异的颗粒形成性能。添加15 ppm的聚合物后，对颗粒的形成有促进作用，10天后形成了紧密堆积的好氧颗粒。这一改进可能是由于Hydrofloc具有更多的阳离子，这些阳离子在细胞和颗粒之间起到桥梁作用，因为Hydrofloc的阳离子电荷会吸引废水中的带负电荷的细菌，从而促进聚集和初始絮体的形成。这些絮体是颗粒发育的基础。运行80天后，观察到40–50%的颗粒平均尺寸在0.6至0.9 mm之间。对AGS序批式反应器（SBR）进行了密切监测，结果显示在室温下进行的稳态周期中，其在去除固体方面表现出一致的效率，其中总磷（TP）、总氮（TN）、铵根离子（NH⁺₄-N）和总可溶性化学需氧量（COD）的平均去除率分别为62%、73%、97%、93%和79%。总体而言，本研究强调了Hydrofloc阳离子聚合物C4400SA在提升废水处理应用中AGS的性能和适应性方面的潜力。
原文题目：Cationic polymer-mediated interbacterial aggregation: A novel approach for rapid aerobic granules development
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2024.143597
2. 纳米颗粒对厌氧、厌氧氨氧化、好氧及藻菌颗粒污泥的影响：综合评述
Biofilm（IF=5.9）2024年10月24日在线
通讯作者：Alfonz Kedves
通讯单位：University of Szeged
摘要
纳米颗粒（NPs）因其独特的性质，如巨大的表面积和高反应性，而备受关注，这些性质推动了各个领域的进步。然而，随着纳米颗粒使用量的增加，人们开始担忧其可能带来的环境影响，包括对污水处理过程的影响。本综述探讨了不同纳米颗粒对用于污水处理的厌氧、厌氧氨氧化、好氧及藻菌颗粒污泥的影响。二氧化铈（CeO2）和银（Ag）纳米颗粒对好氧颗粒污泥（AGS）产生了不利影响，降低了营养物质的去除效果和细胞功能，而厌氧颗粒污泥（AnGS）和厌氧氨氧化颗粒污泥（AxGS）则因其较高的胞外聚合物（EPS）含量而表现出更强的恢复力。二氧化钛（TiO2）纳米颗粒对藻菌颗粒污泥（ABGS）的负面影响比对AGS小，因为藻类在增强EPS产生和稳定颗粒方面发挥了关键作用。添加四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒显著促进了好氧和厌氧氨氧化颗粒的形成，通过缩短颗粒形成时间、促进微生物相互作用、提高颗粒稳定性和增加氮去除效率（主要通过增加EPS产生和酶活性），实现了这一效果。然而，铜（Cu）和氧化铜（CuO）纳米颗粒对好氧、厌氧氨氧化和厌氧系统产生了强烈的抑制作用，影响了EPS结构、细胞完整性和微生物活性。氧化锌（ZnO）纳米颗粒表现出剂量依赖性毒性，高浓度会诱导氧化应激并降低AGS和AnGS的性能，而AxGS和ABGS则因EPS产生增强和藻类介导的保护作用而表现出更高的耐受性。本文还指出并讨论了当前关于纳米颗粒的知识空白以及未来研究的方向。
原文题目：Effects of nanoparticles on anaerobic, anammox, aerobic, and algal-bacterial granular sludge: a comprehensive review
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bioflm.2024.100234
3. 生物膜胞外聚合物（EPS）的弛豫加权磁共振成像（MRI）分析：区分生物聚合物、细胞和水
Biofilm（IF=5.9）2024年10月24日在线
通讯作者：Matthew R. Willett
通讯单位：Montana State University
摘要
生物膜是由嵌入保护性胞外聚合物（EPS）基质中的微生物组成的高度复杂群落。要成功控制生物膜，需要采用多种方法来更好地理解EPS基质的结构-功能关系。磁共振成像（MRI）是一种多功能工具，能够原位、三维地测量空间结构、扩散和流速。它非常适合在自然条件下和不同长度尺度下表征生物膜。MRI对比度由T1和T2弛豫时间决定，这些时间根据样本的局部化学和物理环境而在空间上有所不同。先前的研究已经表明，MRI可以提供关于生物膜内部结构的重要见解，但对于生物膜的主要成分（如蛋白质、多糖和细胞）对MRI对比度的影响，尚未完全了解。本研究通过分析一种以好氧颗粒污泥（AGS，一种用于废水处理的紧凑球形生物膜聚集体）为模型、且具有明确特性的人造生物膜，探讨了这些成分如何影响T1加权和T2加权MRI中的对比度。对这些生物膜模型的MRI研究表明，某些凝胶状多糖是T2对比度的主要来源，而其他多糖则显示出最小的对比度。当蛋白质与多糖结合时，发现蛋白质会略微降低T2对比度，而细胞对T2对比度的影响微乎其微，但显示出T1对比度。MRI提供的进一步见解可能有助于增进对生物膜基质的理解，并为如何在废水处理、临床和工业环境中更好地管理生物膜提供指导。
原文题目：Relaxation-Weighted MRI Analysis of Biofilm EPS: Differentiating Biopolymers, Cells, and Water
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bioflm.2024.100235
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编辑 | 石钰婷、尹顺昌、陈立颀
校对 | 季斌、刘俊、韩昫身
校核 | 季斌、刘俊、韩昫身
