活性污泥法是全球市政污水和工業(yè)廢水凈化處理的主流技術(shù)。我國科學(xué)家成功揭示活性污泥法關(guān)鍵環(huán)節(jié)——活性污泥菌膠團(tuán)形成的分子調(diào)控機(jī)制，為進(jìn)一步改進(jìn)這一技術(shù)打下良好基礎(chǔ)。

這是記者20日從中國科學(xué)院水生生物研究所獲得的消息。據(jù)該所專家介紹，我國每年產(chǎn)生的城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水量達(dá)765億噸。目前，我國已建成城鎮(zhèn)污水處理廠4000余座，日處理規(guī)模達(dá)1.7億立方米，超過90%的市政污水和50%的工業(yè)廢水采用活性污泥法進(jìn)行處理。

據(jù)專家介紹，活性污泥法可有效去除污水中的有機(jī)物、氮磷營養(yǎng)和重金屬等污染物，其關(guān)鍵在于活性污泥細(xì)菌可以形成菌膠團(tuán)，從而在活性污泥工藝中得以富集，發(fā)揮有機(jī)污染物降解和除磷脫氮功能。

中國科學(xué)院水生生物研究所邱東茹學(xué)科組通過深入研究揭示了活性污泥菌膠團(tuán)形成的分子作用機(jī)制。該課題組發(fā)現(xiàn)，動(dòng)膠菌等活性污泥菌細(xì)胞質(zhì)膜上的PrsK感受器激酶接收未知信號后發(fā)生自磷酸化并將磷酸基團(tuán)傳遞給響應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白PrsR，活化后的PrsR結(jié)合到PEP-CTERM基因啟動(dòng)子上游的增強(qiáng)子上并與結(jié)合在啟動(dòng)子上的RpoN sigma因子互作，啟動(dòng)PEP-CTERM基因的轉(zhuǎn)錄，PEP-CTERM得以大量表達(dá)。而活性污泥菌正是利用自身合成的胞外多糖和PEP-CTERM蛋白質(zhì)形成網(wǎng)狀胞外多聚物，包裹大量細(xì)胞形成菌膠團(tuán)。

該所相關(guān)負(fù)責(zé)人說，“菌膠團(tuán)可能有抵抗原生動(dòng)物捕食和其他未知功能。這些研究發(fā)現(xiàn)為揭示活性污泥菌膠團(tuán)形成機(jī)理打下良好基礎(chǔ)，對活性污泥工藝處理效率提升、污泥膨脹控制、剩余污泥減量和資源化利用等新技術(shù)開發(fā)具有參考意義。”

相關(guān)研究成果在線發(fā)表在國際期刊《環(huán)境微生物學(xué)》上。