短期BDD处理污水出水揭示了溶解氧周转与微生物群落重构

电化学高级氧化工艺（EAOPs）正日益受到三级废水处理研究的关注，但其对实际废水出水短期影响的认识仍十分有限。本研究以实际污水处理厂（WWTP）出水为对象，考察了采用交指式双金刚石电极（iDDE）进行短时掺硼金刚石（BDD）电化学处理后的变化，并结合水化学、稳定同位素和鸟枪法宏基因组学分析开展研究。在7.0 V和1.02 A条件下处理10 min后，理化参数和总体碳库基本未发生变化。相比之下，溶解氧的δ18O值（δ18O-DO）下降了31.3 ± 0.28‰，同时溶解氧小幅增加了0.16 ± 0.03 mmol/L，表明体系中存在大量与电化学产氧相一致的氧来源。鸟枪法宏基因组学显示，回收微生物DNA库发生了显著重构，其中Comamonadaceae的相对丰度由约12.3%升至约25.1%，Zoogloeaceae则由约3.3%升至约8.4%；然而，氧化应激防御基因谱并未表现出一致性响应。由于宏基因组学无法解析微生物的存活状态，也无法区分细胞内与细胞外DNA的贡献，因此不能将这些分类学变化解释为选择性存活的结果。总体而言，短时iDDE处理在总体化学性质变化相对有限的情况下，仍影响了实际污水处理厂出水中的微生物组分，表明EAOPs的影响超出了传统消毒过程的范畴。

电化学高级氧化工艺（EAOPs）正日益受到三级污水处理研究的关注，但其对实际污水出水短期影响的认识仍十分有限。本研究采用水化学、稳定同位素和鸟枪法宏基因组分析，研究了实际污水处理厂（WWTP）出水在使用交指式双金刚石电极（iDDE）进行短时硼掺杂金刚石（BDD）电化学处理后的变化。处理条件为7.0 V和1.02 A，持续10 min；处理后，理化参数和总体碳库基本未发生变化。相比之下，溶解氧的δ18O值（δ18O-DO）下降了31.3 ± 0.28‰，同时溶解氧小幅增加了0.16 ± 0.03 mmol/L，表明体系中产生了大量氧，这与电化学产氧过程一致。鸟枪法宏基因组分析显示，回收的微生物DNA库发生了显著重构，其中Comamonadaceae的相对丰度由约12.3%升至约25.1%，Zoogloeaceae则由约3.3%升至约8.4%；然而，氧化应激防御基因库并未表现出一致性的响应。这些分类学变化不能被解释为选择性存活，因为宏基因组学无法解析微生物的存活状态，也无法区分细胞内与细胞外DNA的贡献。总体而言，短时iDDE处理尽管仅引起总体化学性质的有限变化，却对实际WWTP出水中的微生物组分产生了影响，表明EAOPs的作用范围超出了传统消毒过程。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.24.754035v1?rss=1

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