来源:X-MOL
稀土元素可能进入有机废弃物生物转化系统,但铒的形态和剂量对厌氧消化(AD)的影响尚不明确。本研究评估了氧化铒纳米颗粒(Er₂O₃ NPs)和六水硝酸铒[Er(NO₃)₃·6H₂O]在白菜废弃物厌氧消化过程中的作用。设置了五个处理组:未处理的对照组(CK);分别添加300 mg/L和1500 mg/L Er₂O₃ NPs的处理组,记为NPs-Er300和NPs-Er1500;以及分别添加300 mg/L和1500 mg/L Er(NO₃)₃·6H₂O的处理组,记为Er300和Er1500。与对照组(CK)相比,NPs-Er300 和 NPs-Er1500 的累积甲烷产量分别增加了 18.48% 和 39.44%。Er300 的效果最为显著,甲烷产量达到 639.38 ± 58.51 mL,比对照组高出 54.79%,同时其甲烷生成潜力和最大甲烷生成速率也最高。Er300 还表现出挥发性脂肪酸(VFA)转化速度更快、pH 值恢复更快以及总化学需氧量(TCOD)去除率更高,而氨氮(NH₄⁺-N)浓度保持在非抑制范围内。16S 核糖体 RNA(rRNA)基因扩增子测序结果表明,处理过程中发生了微生物群落演替。甲烷八叠球菌和甲烷杆菌在天然气产量峰值前后富集甲烷丝菌和甲烷球菌随后,这些效应变得更加显著。终点宏基因组测序揭示了京都基因与基因组百科全书(KEGG)功能和甲烷代谢相关KEGG同源基因(KO)的表达存在处理依赖性差异。这些发现表明,含铒材料具有明显的形态和剂量依赖性效应,其中300 mg/L Er(NO₃)₃·6H₂O在测试条件下表现出最佳的综合性能。