膜曝气生物反应器在化学毒物处理下质子和氧气的流速变化

图注：5μM CdCl2处理后N.europaea表面的pH和O2浓度以及H+流速和O2流速。Pre:暴露前;diff:毒物扩散期;peak:峰值;post:暴露后的稳定期。

生物反应器通常是被废水处理后生长在纤维膜上的细菌形成的生物膜（Biolfilm）。在生物膜与液体表面大量的水和生理转运之间的关系对于实时可控的生物反应器的运行非常重要。虽然大量的数据描述了膜曝气生物反应器（MABR）的流动情况，但是说明生理条件下分界层转运的实时数据非常少。

2010年8月底，普渡大学的科学家McLamore和Porterfield教授等人使用非损伤微测技术测定了成熟的亚硝化单胞菌（Nitrosomonas europaea）和假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）暴露于环境毒物中氧气和质子的流速，这种测定可以获得实时量化的数据。他们研究了这两种细菌形成的生物膜暴露于模式毒物CCCP和KCN以及4种环境毒物鱼藤酮、2,4-二硝基苯酚、CdCl₂、五氯苯酚中的氧气和质子的流速，发现暴露于这些毒物的亚致死浓度下导致了氧气和质子流速的大量增加。

这种实时的氧气和质子流速的微尺度标记（或者指纹）技术与液体分析技术相结合促进了对膜曝气生物反应器中逆扩散生物膜的生理解释，也提高了生物反应器的监测和模型化，为将来的废水监测和生物膜的研究提供了最新的手段。

关键词：非损伤微测技术,膜曝气生物反应器(Membraneaerated bioreactors,MABR),生物膜(Biofilm),氧气(O₂),质子(H⁺),流速(Flux)

参考文献：E.S. McLamore, et al. Membrane-Aerated Biofilm Proton and Oxygen Flux during Chemical Toxin Exposure.Environ Sci Technol. 2010

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