畜禽粪便、餐厨垃圾等富氮有机废弃物厌氧发酵过程中常发生氨抑制，导致产甲烷性能下降。为剖析氨抑制机理，中国科学院广州能源研究所生物质能生化转化研究室在阶梯性提高氨浓度的厌氧发酵过程中，从产气性能、关键产甲烷反应的吉布斯自由能、能量及物质流动、微生物群落演替及微生物电子传递活性等方面，揭示了氨抑制机理。研究发现，随着氨浓度增加，甲烷产量降低，发酵体系内挥发性脂肪酸积累，丙酸、丁酸降解甲烷化反应的吉布斯自由能变值升高，由发酵原料流向甲烷的能量显著减少（图1）。
图1 氨对厌氧发酵产气性能、关键反应自由能、能量及物质流动的影响
此外，产酸菌的相对丰度显著高于产甲烷菌；ATP合成酶的基因丰度显著上升以及大分子运输相关基因丰度上升，表明高氨浓度下电化学梯度产ATP途径减弱，细菌底物水平磷酸化产ATP途径增强（图2）；产酸到产甲烷过程相关电子转移的基因丰度显著下降，限制了微生物间电子互营的效率，这是导致挥发性脂肪酸累积和甲烷产量降低的主要原因。基于以上成果，研究推测高浓度氨主要抑制了有机废弃物甲烷化过程的微生物电子传递效率。因此，向发酵系统内补充电子具有缓解氨抑制和提高发酵效率的潜能。
图2 氨抑制对微生物电子传递活性的影响
相关研究成果以Effect of ammonia on anaerobic digestion: focusing on energy flow and electron transfer为题，发表在《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）上。研究工作得到中国科学院青年创新促进会和国家自然科学基金委员会等的支持。
来源：
农业环境科学
。
投稿、合作
、转载、进群，请添加小编微信Environmentor2020！环境人Environmentor是环境领
域
最大的学术公号
，拥有
15W+活跃读者
。由于微
信修改了推送规则，请大家将环境人Environmentor加为
星标
，或每次看完后点击页面下端的
“赏”
，这样可以第一时间收到我们每日的推文！
环境人Environmentor现有综合群、
期刊投稿群、基金申请群、留学申请群、各研究领域群等共20余个，欢迎大家加小编微信Environmentor2020，我们会尽快拉您进入对应的群。
ES&T主编/副主编：我的论文为啥未送审就被拒稿？
清华大学曲久辉院士团队Angew: 限域强化利用自由基主导的快速类芬顿反应
耶鲁大学Menachem Elimelech团队和哈工大马军团队Nat. Commun.：Janus电催化膜高选择性合成ROS
清华大学曲久辉院士团队ES&T：绿色芬顿——原子氢介导的双氧水电还原活化过程
同济大学赵红颖、赵国华团队ES&T: 电芬顿阴极氧化-还原协同深度处理含卤污染物
丹麦科大张翼峰
团队ES&T：
导电型的厌氧颗粒污泥应用于污水处理及产电的研究
香港科大劳敏慈团队ES&T: 如何实现水体中磷酸盐选择性吸附去除？
美国范德堡大学林士弘教授ES&T展望：脱盐过程能效的直观理解
清华大学环境学院文湘华团队WR: 污水可生物降解性决定了
污水厂微生物的构建机制
卡内基梅隆大学Lowry教授团队AM：硫含量和形态调控硫化纳米零价铁的疏水性、电子传递、反应活性和选择性
美国范德堡大学环境工程研究生项目招生 （博士硕士）
加州大学河滨分校化学与环境工程系门玉洁课题组招收博士生（或博士后）
香港城市大学能源与环境学院Dr. Sam H. Y. HSU课题组招聘博士
美国圣母大学环境分子与合成生物学实验室拟招收2名全奖博士生
瑞典斯德哥尔摩大学和瑞士Eawag联合招聘全奖博士生(环境方向)
耶鲁大学Julie B. Zimmerman教授出任ES&T主编
贝勒大学Bryan W. Brooks教授出任ES&T Letters主编
韩国科学院院士Wonyong Choi将出任ACS ES&T Engineering创刊主编
CEJ Advances创刊 | 潘丙才教授任主编，四位华人学者任副主编
ACS对话 | ACS ES&T Engineering创刊副主编马军院士
专访：Environmental Science & Ecotechnology 主编团队
！
