我院教授課題組在城市污泥厭氧發酵定向產酸微生物調控機理方向取得進展
作者：劉和 編輯: 滕躍 發布日期： 2017-06-19 來源： 劉和
城市污泥是污水處理過程中產生的副產物，需要對其進行合理的處理、處置，減少環境污染。污泥厭氧發酵產揮發性脂肪酸并實現資源化利用，是近年來污泥處理領域尤為關注的研究課題。有機酸可作為污水脫氮除磷的碳源、化工產品的原材料等等，具有多種用途。對污泥厭氧發酵進行調控，以實現定向產酸，得到預期組成的末端有機酸產物是目前的難點和發展方向。但是，由于污泥厭氧發酵的微生物菌群是一復雜體系，其產物是由多種短鏈有機酸構成的混合酸體系，這為下游的進一步加工利用帶來了難題，限制了有機酸的資源化利用。
我院劉和教授團隊多年來從事污泥厭氧發酵定向產酸的技術、工藝和基礎理論研究。近日，該團隊報道了城市污泥厭氧發酵過程中，復雜的有機底物是如何影響反應器內微生物優勢種群的構成、代謝途徑的切換以及底物中蛋白質、脂類、多糖的組成和厭氧發酵后的末端產物組成的關系。結果表明，有機底物中的蛋白質、脂類和多糖無論何種組成比例，乙酸均為第一優勢脂肪酸。但是在蛋白質豐富的情況下，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。這是由反應器中優勢微生物種群以及微生物體內的代謝途徑共同決定的。這一研究結果對于目前污泥厭氧發酵領域常見的共發酵工藝的調控，即，如何控制共發酵工藝中發酵底物的有機物構成，以得到預期組成的有機酸末端產物，實現定向產酸具有重要的理論和工程意義。
這一研究成果近日發表于生物技術與生物能源領域的國際權威期刊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基金、國家科技支撐課題等項目資助。
上圖：不同發酵底物構成下的優勢微生物菌群組成。下圖左：不同發酵底物構成下的微生物代謝途徑。下圖右：不同發酵底物消耗和厭氧發酵末端產物組成的關系。
環境與土木工程學院
江南大學環境與土木工程學院下設環境工程、土木工程和工程管理三個系，環境工程專業是國家和江蘇省特色專業，江蘇省重點專業，擁有博士后流動站、一級博士學位授權點和一級碩士學位授權點，土木工程專業擁有建筑與土木工程碩士專業學位授權點。學院建有江蘇省厭氧生物技術重點實驗室、江蘇省生物質能與減碳技術工程實驗室、無錫規劃環境影響評價中心、無錫低碳城市發展研究中心、無錫市太湖水治理與生態修復中心等多個科研平臺與基地，學院先后承擔并完成了水體污染控制與治理科技重大專項、國家科技支撐計劃項目、國家高技術研究發展計劃（863計劃）、國家自然科學基金項目和其他國家、部省級科研項目35項，完成企業委托的工程項目逾百項。近三年（2014-2016），學院教師在國內外發表高水平學術論文280多篇，出版專著、教材21部，申報國家（際）發明專利100項，授權專利29項，累計科研經費約4906.22萬元。學院積極為經濟建設等領域的基礎工程、民生工程建設、環境保護和生態修復等方面做出了重要貢獻，在本學科領域形成了自身的特色與優勢。
學院現有專任教師68人，其中教授15名，副教授33名，博士生導師9名，碩士研究生導師34名，80%的專任教師具有博士學位。27名教師具有一年及以上海外留學背景。擁有國家杰出青年科學基金、江蘇省杰出青年基金獲得者、教育部新世紀優秀人才、江蘇省高校“青藍工程”中青年學科帶頭人、省333工程人才、省六大人才高峰計劃人才等優秀師資和一批在環境影響評價、結構工程、巖土工程、工程監理、工程造價等學科領域的注冊工程師。
學院秉承“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質、廣適應”的人才培養目標，環境工程專業堅持 “有特色、重實踐、國際化”、土木工程專業堅持“會設計、善施工、懂管理”的培養理念，全力推動學生的全面發展。學院構建了基礎試驗訓練、專業技能訓練、創新能力拓展的三位一體的實踐教學體系，形成了理論教學與實踐教學相互滲透的人才培養機制，推行本科生學業導師制，學生本科二年級起即可進入導師實驗室參與科研項目研究，大力培養學生的創新精神和實踐能力。為拓寬學生國際視野，學院與美國賓州州立大學聯合開展本科生國際合作課程和雙語課程，推薦優秀學生參加海外交換培養。為激發學生開拓創新的精神和自主學習的能力，學院每年都培育、選拔學生組隊參加全國“挑戰杯”課外科技作品競賽、國家和省級大學生土木工程結構創新大賽、全國高等院校“斯維爾”軟件建模大賽、大學生數學建模大賽、“中國-東盟”大學生創業大賽等學科競賽，屢獲佳績。學院每年有25%以上的學生被免試推薦或考取國外知名高校以及國內“985”、“211工程”重點高校碩士研究生。畢業生具有較強的社會競爭力，頗受行業內龍頭企業的青睞，畢業生就業率連續多年達到99%。
學院與國內外著名高校保持經常性的學術交流活動，與美國耶魯大學、日本筑波大學、芬蘭赫爾辛基大學、丹麥哥本哈根大學、愛爾蘭國立大學、香港理工大學等建立了長期的學生交流交換、師資交流訪問和學術合作關系；與清華大學、南京大學、浙江大學、哈爾濱工業大學等國內高校也建立了長期的人員進修、互訪和學術合作關系。近兩年學院本科生參加海外交流交換的比例達23.3%。
江南大學環境與土木工程學院堅持為國民經濟和社會發展服務的原則，加快學院跨越式發展，樹立和諧校園理念，積極塑造“博學、厚德、明辨、篤行”的環土人精神。
