《自然》热点厌氧氨氧化细菌发现者20年后的新发现
学术星期四 Vol.7厌氧氨氧化在污水处理界的热度持续不减，除了因为它在工程应用上节能降耗的巨大吸引力之外，瓦村农夫我认为还有另外一个原因——就是它的未知处还很多很多。在一些微信群里，我居然还能够看到有些从事污水工程的人对厌氧氨氧化工艺的怀疑。作为理科男出身的我对此虽然表示理解，但也觉得很遗憾——因为这样的质疑表明大家获取信息的途径还很匮乏。
因此小编决定在今天的“学术星期四”跟大家分享一篇近日发表于英国《自然》杂志的关于厌氧氨氧化的最新研究成果，然后再扒一扒研究团队背后的大boss——那位在20年前发现了厌氧氨氧化菌存在的大牛科学家:
荷兰团队发现厌氧氨氧化污水厂的新菌种早在十年前的2006年，荷兰污水处理公司Waterstromen在荷兰的Olburgen建造了一个厌氧氨氧化污水处理厂，这是当时为不多的Anammox反应器之一。它处理的是来自薯条制造工厂Aviko的废水。像我这种纸上谈兵居多的理科男，对于教科书上说的Anammox菌的优点已经背的滚瓜烂熟了——它不仅能够脱氮，而且跟传统方法相比，更省钱、能耗更低。
2019英语四级答案但实际效果如何呢？毕竟要打动说服工程界的长辈们，必须拿出经过时间考验的案例。荷兰的科学家也深喑此道，所以他们才选了这座已经用厌氧氨氧化工艺运行了10年的污水厂来作为研究对象。
他们发现反应器的表现甚至好过预期，并且对COD的去除也帮助良多。所以呢？这反应器培养出来的颗粒污泥被运到世界各地的厌氧氨氧化污水厂，横跨英国和中国，来帮助其快速启动的工作，其中就包括了位于内蒙古通辽的处理梅花味精厂废水的反应器。这可是至今小编所知的世界最大的厌氧氨氧化反应器(6700 m3/d 11000 kg-N/d)。因为长途跋涉，“牺牲”掉的细菌也是哀鸿遍野的，所以当年得把好几顿的颗粒污泥从鹿特丹运到内蒙古来保证有足够量的生物质来做接种。而如今，全球厌氧氨氧化的污水厂总数已经超过100座，而且还在快速增长。
经过十年的稳定运行，是时候让微生物学家打开这个厌氧黑匣子来搞清楚里边的微生物的组成了。这样才能帮助科学家和工程师进一步地改进厌氧氨氧化技术和早日实现它在市政污水处理上的应用。来自荷兰奈梅亨( Nijmegen) 的团队用宏基因组学的方法来揭开谜底。
uncommitted23种微生物“这里边的微生物多样性高得惊人，而我们实际上目前知道的还只是很小一部分，
”这个研究的第一作者Daan Speth说，“在显微镜下这些微生物长得都很像，所以肉眼是分不清他们的区别的。通过分析反应器中的DNA，我们可以分类出反应器中23种最主要的微生物。这种方法目前还很新，我们是为数不多的使用这样方法的研究团队。”“我们发现我们现在所知道的菌种还只是那些可以在琼脂上生长的细菌，而这个研究结果再次证实了还有很多不“吃”琼脂的微生物的存在，”Daan Speth对他们的研究结果如此解说到 ，“但我们对此无法作太多评论，尽管我们已经得到了他们的DNA序列。如果非要说我的理解，我认为这是些微生物‘寄生虫’，是靠从反应器里的其他微生物取食为生。但我们还需要时间来确认这是‘好’东西还是‘坏’东西。”
另外他们也根据分析结果细化了厌氧氨氧化颗粒污泥的反应机理(上图)。值得一提的是，在他们的模型里，NOB(nitrite oxidizing bacteria)并不是扮演“恶棍”或者“坏蛋”的角色，它们未必会导致硝态氮的过量，相反这些生成的硝态氮可以充当电子受体来协助有机质的分解，或者在颗粒内核里氧化氢气等还原产物。
微生物“暗物质”Daan所指的就是那些存在于微生物界的“暗物质”。
那什么是微生物“暗物质”(Microbial dark matter)?
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简单点说就是那些过去还没在实验室中进行过培养或测序的微生物。实际上传统的微生物学研究的不过是微生物生命之树的冰山一角而已。在很多情况中，大部分微生物都不能用传统方法来培养。科学的进步使科学家可利用单细胞测序，让来自单个细胞的DNA陡增十亿倍，再破译其基因组，进而为研究这些微生物界的“暗物质”提供信息。这些技术也将大大加深大家对污水处理的认识。
幼儿口语培训那个发现了Anammox的荷兰人上述研究的大老板是个叫Mike Jetten的荷兰人，是位于荷兰奈梅亨(Nijmegen)的Radboud大学的微生物学教授，同时也是TU Delft的教授。如果你在维基百科搜索“厌氧氨氧化”，你会发现他是唯一被提及的名字。他究竟有什么来头？留学diy
before30年前，Mike Jetten在荷兰瓦赫宁根大学(Wageningen University)获得了他的分子学硕士学位，1991年获得了微生物博士的学位，随后三年去了美国MIT攻读博士后，然后回荷兰皇家科学院(KNAW)和TU Delft开始他Anammox研究之旅。从1996年发现了Anammox菌到现在，整整20年过去了。2012年，因为发现了Anammox这一杰出贡献，他获得了斯宾诺莎奖（NWO Spinoza）——荷兰科学界的最高荣誉，被称为“荷兰的诺贝尔奖”。每年一度的斯宾诺莎奖最多向4位世界顶尖的荷兰科学家颁奖，这是荷兰最享威望的科学类奖项。
科学界迄今为止发现了 9 个厌氧氨氧化菌种，分别归在 5 个属中，并建立了厌氧氨氧化菌科（Anammoxaceae）。其中一种由韩国的团队发现，叫“Candidatus Jettenia asiatica”，正是以Mike的姓来命名的。Mike在这圈的地位也可见一斑。
在中国搞污水的圈子里，关于Anammox大家更熟悉的可能是荷兰的帕克公司和TU Delft的教授Mark van Loosdrecht。后者将Anammox菌带入了工程应用领域，奠定了他日后一系列的成功的基础。但往深扒一扒，会发现其实Mike可能才是背后更为关键的人物。在把Anammox投入工程实践的过程中，帕克公司和Mike一直紧密合作。“我们深知他是那个能把科研结果转化为实践的科学家，”当年帕克的技术和工程总监Jans Kruit (如今是Shanks固废公司的技术经理)如此评价Mike。“We always thought that we understood the nitrogen cycle. Now we know that half of the nitrogen cycle runs though the bacteria,” Mike一直以探索未知的微生物世界为乐趣，除了Anammox，他还是甲烷厌氧氧化研究的领物。他的文章经常发表在Nature、Science等杂志上。2011年的《自然》报道了他用Anammox菌将尿液中的铵转化为火箭燃料肼的研究进展，并一度引起了美国NASA宇航局的关注。
2013英语三级成绩查询Mike说当年刚开始Anammox研究的时候也被人嘲笑过，不过20年过去了，时间证明他选
对了路。而他并没有就此停息，他是个与时俱进的好学者，他大量使用TWITTER来主动接触新媒体，更新他的研究进展和成果，还不时来一张自拍照。有兴趣的朋友可以关注他的twitter账号@msmjetten
最后再分享一个他接受欧盟科研创新基金项目的宣传片的采访视频：
看完视频，小编有个假想：把奥尼卡的FCR工艺和主流厌氧氨氧化工艺两者结合，会不会是城市污水处理的又一新方向？这可不是说笑，说不准哪天就成真了？
参考文献
1./wiki/厌氧氨氧化菌
前哨战2.健身培训学校Genome-bad microbial ecology of anammox granules in a full-scale wastewater treatment system. Daan R. Speth, Michiel H. in ’t Zandt, Simon Guerrero-Cruz, Bas E. Dutilh & Mike S.M. Jetten. Nature Communications 31 March 2016. DOI: 10.1038/ncomms11172
3./english/news-agenda/vm/nature-environment/2016/new-bacteria-from-anammox-wastewater-treatment/
4./artikelen/nieuwe-soorten-in-patatwater/?platform=hootsuite
5./news/news/mike-jetten-awarded-with-spinoza-prize-for-discovery-of-anammox-bacteria!/9
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