近日，武汉理工大学资源与环境工程学院彭来教授课题组与天津大学环境科学与工程学院刘轶文教授课题组合作，在环境领域顶级期刊Environmental Science & Technology发表了题为“Smaller Aerobic Granules Significantly Reduce N₂O Production by Ammonia-Oxidizing Bacteria: Evidences from Biochemical and Isotopic Analyses”的研究论文（DOI: https://doi.org/10.1021/acs.est.3c06246）。该论文揭示了好氧颗粒污泥系统中颗粒粒径、溶解氧和亚硝酸盐对氨氧化细菌（AOB）产生氧化亚氮（N₂O）的关键作用及影响机制，研究成果有望助力实现污水处理厂主流好氧颗粒污泥系统碳中和。

N₂O是一种强温室气体，其温室效应是二氧化碳的310倍，也是主要的臭氧层破坏物。缓解好氧颗粒污泥系统中N₂O的产生可显著减少污水处理厂的碳足迹。然而，AOB产生N₂O的机制仍存在知识盲区。本论文系统研究了不同粒径、溶解氧和亚硝酸盐浓度条件下两种N₂O产生途径（即羟胺途径和AOB反硝化途径）的迁移转化规律。生化动力学实验和稳定同位素分析结果表明提高溶解氧浓度或者降低亚硝酸盐浓度能够削弱AOB反硝化途径，从而减少颗粒污泥的N₂O排放因子和产生速率。小粒径的好氧颗粒污泥中N₂O产量显著降低，且主要来源于羟胺途径。大粒径的好氧颗粒不仅会阻碍氨氧化过程，还会通过促进AOB反硝化途径产生更多的N₂O。因此，3.0 mg-O₂/L的溶解氧水平与接近零的亚硝酸盐含量是好氧颗粒污泥系统碳减排的最佳条件。在此基础上，使用统一粒径为0.5 mm的颗粒污泥能够比使用混合粒径（0.5-2.0 mm）的颗粒污泥减少约42%的N₂O碳足迹。

这项工作首次通过实验揭示了好氧颗粒污泥系统中颗粒粒径对AOB两种N₂O产生途径的决定性作用。本篇论文也是彭来教授课题组自2020年以来在环境领域最具权威的学术期刊《Environmental Science & Technology》上以第一/通讯作者身份发表的第4篇研究论文。（编辑：科研办；审核：马中杰）