我院教授課題組在城市污泥厭氧發(fā)酵定向產(chǎn)酸微生物調(diào)控機(jī)理方向取得進(jìn)展
作者：劉和 編輯: 滕躍 發(fā)布日期： 2017-06-19 來源： 劉和
城市污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，需要對(duì)其進(jìn)行合理的處理、處置，減少環(huán)境污染。污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸并實(shí)現(xiàn)資源化利用，是近年來污泥處理領(lǐng)域尤為關(guān)注的研究課題。有機(jī)酸可作為污水脫氮除磷的碳源、化工產(chǎn)品的原材料等等，具有多種用途。對(duì)污泥厭氧發(fā)酵進(jìn)行調(diào)控，以實(shí)現(xiàn)定向產(chǎn)酸，得到預(yù)期組成的末端有機(jī)酸產(chǎn)物是目前的難點(diǎn)和發(fā)展方向。但是，由于污泥厭氧發(fā)酵的微生物菌群是一復(fù)雜體系，其產(chǎn)物是由多種短鏈有機(jī)酸構(gòu)成的混合酸體系，這為下游的進(jìn)一步加工利用帶來了難題，限制了有機(jī)酸的資源化利用。
我院劉和教授團(tuán)隊(duì)多年來從事污泥厭氧發(fā)酵定向產(chǎn)酸的技術(shù)、工藝和基礎(chǔ)理論研究。近日，該團(tuán)隊(duì)報(bào)道了城市污泥厭氧發(fā)酵過程中，復(fù)雜的有機(jī)底物是如何影響反應(yīng)器內(nèi)微生物優(yōu)勢種群的構(gòu)成、代謝途徑的切換以及底物中蛋白質(zhì)、脂類、多糖的組成和厭氧發(fā)酵后的末端產(chǎn)物組成的關(guān)系。結(jié)果表明，有機(jī)底物中的蛋白質(zhì)、脂類和多糖無論何種組成比例，乙酸均為第一優(yōu)勢脂肪酸。但是在蛋白質(zhì)豐富的情況下，丙酸和戊酸的組成比例明顯上升，而底物中淀粉、糖類豐富的條件下，丁酸和乙醇比例明顯上升。這是由反應(yīng)器中優(yōu)勢微生物種群以及微生物體內(nèi)的代謝途徑共同決定的。這一研究結(jié)果對(duì)于目前污泥厭氧發(fā)酵領(lǐng)域常見的共發(fā)酵工藝的調(diào)控，即，如何控制共發(fā)酵工藝中發(fā)酵底物的有機(jī)物構(gòu)成，以得到預(yù)期組成的有機(jī)酸末端產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)定向產(chǎn)酸具有重要的理論和工程意義。
這一研究成果近日發(fā)表于生物技術(shù)與生物能源領(lǐng)域的國際權(quán)威期刊Biotechnology for Biofuel (2017,10:137)，影響因子為6.444。論文第一作者為我院碩士研究生馬惠君，通訊作者為劉和教授，研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家科技支撐課題等項(xiàng)目資助。
上圖：不同發(fā)酵底物構(gòu)成下的優(yōu)勢微生物菌群組成。下圖左：不同發(fā)酵底物構(gòu)成下的微生物代謝途徑。下圖右：不同發(fā)酵底物消耗和厭氧發(fā)酵末端產(chǎn)物組成的關(guān)系。
環(huán)境與土木工程學(xué)院
江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院下設(shè)環(huán)境工程、土木工程和工程管理三個(gè)系，環(huán)境工程專業(yè)是國家和江蘇省特色專業(yè)，江蘇省重點(diǎn)專業(yè)，擁有博士后流動(dòng)站、一級(jí)博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)和一級(jí)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，土木工程專業(yè)擁有建筑與土木工程碩士專業(yè)學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。學(xué)院建有江蘇省厭氧生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、江蘇省生物質(zhì)能與減碳技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室、無錫規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)中心、無錫低碳城市發(fā)展研究中心、無錫市太湖水治理與生態(tài)修復(fù)中心等多個(gè)科研平臺(tái)與基地，學(xué)院先后承擔(dān)并完成了水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)、國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和其他國家、部省級(jí)科研項(xiàng)目35項(xiàng)，完成企業(yè)委托的工程項(xiàng)目逾百項(xiàng)。近三年（2014-2016），學(xué)院教師在國內(nèi)外發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文280多篇，出版專著、教材21部，申報(bào)國家（際）發(fā)明專利100項(xiàng)，授權(quán)專利29項(xiàng)，累計(jì)科研經(jīng)費(fèi)約4906.22萬元。學(xué)院積極為經(jīng)濟(jì)建設(shè)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)工程、民生工程建設(shè)、環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)等方面做出了重要貢獻(xiàn)，在本學(xué)科領(lǐng)域形成了自身的特色與優(yōu)勢。
學(xué)院現(xiàn)有專任教師68人，其中教授15名，副教授33名，博士生導(dǎo)師9名，碩士研究生導(dǎo)師34名，80%的專任教師具有博士學(xué)位。27名教師具有一年及以上海外留學(xué)背景。擁有國家杰出青年科學(xué)基金、江蘇省杰出青年基金獲得者、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才、江蘇省高校“青藍(lán)工程”中青年學(xué)科帶頭人、省333工程人才、省六大人才高峰計(jì)劃人才等優(yōu)秀師資和一批在環(huán)境影響評(píng)價(jià)、結(jié)構(gòu)工程、巖土工程、工程監(jiān)理、工程造價(jià)等學(xué)科領(lǐng)域的注冊(cè)工程師。
學(xué)院秉承“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、廣適應(yīng)”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，環(huán)境工程專業(yè)堅(jiān)持 “有特色、重實(shí)踐、國際化”、土木工程專業(yè)堅(jiān)持“會(huì)設(shè)計(jì)、善施工、懂管理”的培養(yǎng)理念，全力推動(dòng)學(xué)生的全面發(fā)展。學(xué)院構(gòu)建了基礎(chǔ)試驗(yàn)訓(xùn)練、專業(yè)技能訓(xùn)練、創(chuàng)新能力拓展的三位一體的實(shí)踐教學(xué)體系，形成了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互滲透的人才培養(yǎng)機(jī)制，推行本科生學(xué)業(yè)導(dǎo)師制，學(xué)生本科二年級(jí)起即可進(jìn)入導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)室參與科研項(xiàng)目研究，大力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。為拓寬學(xué)生國際視野，學(xué)院與美國賓州州立大學(xué)聯(lián)合開展本科生國際合作課程和雙語課程，推薦優(yōu)秀學(xué)生參加海外交換培養(yǎng)。為激發(fā)學(xué)生開拓創(chuàng)新的精神和自主學(xué)習(xí)的能力，學(xué)院每年都培育、選拔學(xué)生組隊(duì)參加全國“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽、國家和省級(jí)大學(xué)生土木工程結(jié)構(gòu)創(chuàng)新大賽、全國高等院校“斯維爾”軟件建模大賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽、“中國-東盟”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽等學(xué)科競賽，屢獲佳績。學(xué)院每年有25%以上的學(xué)生被免試推薦或考取國外知名高校以及國內(nèi)“985”、“211工程”重點(diǎn)高校碩士研究生。畢業(yè)生具有較強(qiáng)的社會(huì)競爭力，頗受行業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)的青睞，畢業(yè)生就業(yè)率連續(xù)多年達(dá)到99%。
學(xué)院與國內(nèi)外著名高校保持經(jīng)常性的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，與美國耶魯大學(xué)、日本筑波大學(xué)、芬蘭赫爾辛基大學(xué)、丹麥哥本哈根大學(xué)、愛爾蘭國立大學(xué)、香港理工大學(xué)等建立了長期的學(xué)生交流交換、師資交流訪問和學(xué)術(shù)合作關(guān)系；與清華大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等國內(nèi)高校也建立了長期的人員進(jìn)修、互訪和學(xué)術(shù)合作關(guān)系。近兩年學(xué)院本科生參加海外交流交換的比例達(dá)23.3%。
江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院堅(jiān)持為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展服務(wù)的原則，加快學(xué)院跨越式發(fā)展，樹立和諧校園理念，積極塑造“博學(xué)、厚德、明辨、篤行”的環(huán)土人精神。
