“编者在24年10月30日文献情报中关注到中国科学院生态环境研究中心张伟军研究员课题组探究强化去除低氧化度溶解性有机质以提高再生水的管网生物稳定性，特邀该团队为本公众号撰写了该研究的亮点部分，希望该研究成果能给关注者启发，从中获得灵感，促进天然有机质研究工作的开展。”
导读
再生水利用的核心问题在于安全保障。然而，在再生水回用过程中（如输配和储存），耐氯细菌的存活、再生及过度繁殖对水质构成了严重威胁。诸多研究表明，在供水过程中耐氯细菌的过度繁殖会引发多种水质问题，涵盖不良的感官特性（如颜色、浊度及气味的恶化）、用水企业的运营问题（如膜污染以及设施堵塞情况）以及微生物污染等（如军团菌、假单胞菌、分枝杆菌、不动杆菌等条件致病性耐氯细菌造成的公共卫生风险）。上述问题阻碍了再生水的安全回用，限制了再生水回用率的提高。解决上述问题的手段在于生产具有生物稳定性的再生水，从而限制再生水回用过程中耐氯细菌的再生与繁殖，这需要在水处理阶段识别并去除耐氯细菌的生长限制性营养物质，尤其是可生物降解有机质。
▲图1 图文摘要（来源：ScienceDirect）
本研究通过FTICR MS和高通量测序探究了氯化消毒后20天内两组再生水样（分别经单独混凝和混凝-吸附联用处理）中溶解性有机质（DOM）的分子转化及其与耐氯细菌的相互作用[1]。DOM生物转化信息和DOM-耐氯细菌相互作用网络共同揭示了耐氯细菌（包括甲基杆菌属、食酸菌属和鞘氨醇单胞菌属等）的底物偏好和代谢模式，即倾向于利用低氧化度DOM（O/C < 0.5）并产生高氧化度DOM（O/C > 0.4）（图1-2）。与单独混凝相比，在混凝过程中加入粉末活性炭显著降低了再生水中可生物降解DOM的水平（生物可降解性有机碳降低了4.33 mg C/L），并将耐氯细菌的再生延缓了一天（图3），这是由于低O/C的DOM分子会被活性炭选择性吸附（图2）。总的来说，本研究强调了强化低氧化度DOM的去除在改善再生水管网生物稳定性方面的关键作用。
▲图2 混凝处理（A）和混凝-吸附处理（B）后的再生水在三个培养时期的DOM转化；基于KEGG反应数据库（C）和热力学（D）的DOM生物转化反应链接数；基于KEGG反应类别的DOM转化反应类型（E）；出现频率最高的反应类型（F）。Coa和CA分别表示混凝处理样品和混凝吸附处理后的样品。（来源：ScienceDirect）
▲图3 培养过程中两组水样中细菌总数（A）、DOC（B）和DON的变化（C）。（来源：ScienceDirect）
联系作者:
张伟军，工学博士，研究员，博士生导师，国家优秀青年科学基金获得者。主要从事有机固废处理与资源化、污废水深度处理与资源化、湖泊沉积物污染控制等方面的研究工作。Email：zhangweijun@cug.edu.cn
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本文编辑：谷婷婷
本文审订：何伟
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