厌氧氨氧化菌（anammox）对全球氮循环有着重要的贡献，它可以在缺氧条件下，以NO2-作为胞内电子受体将NH4+ 氧化为N2，并产生少量NO3-。然而我们尚不清楚厌氧氨氧化菌是否具有胞外电子传递（extracellular electron transfer, EET）的能力将电子传递至胞外不溶性性电子受体（insoluble extracellular electron acceptors）。
近日，一项发表在《自然通讯（Nature Communications ）》期刊上的研究证明了厌氧氨氧化菌可以进行胞外呼吸并氧化NH4+ ，并提出了一种新的工艺，可以直接去除废水中的NH4+ 并同时回收电能或者或富能氢气，对高氨氮废水的节能处理具有重要的意义。
研究人员表示，厌氧氨氧化菌能够耦合NH4+ 的氧化以及电子传递至胞外不溶性电子受体（如微生物电解池中的氧化石墨烯电极）的过程。15N 同位素标记实验表明，NH4+ 通过羟胺（NH2OH）作为代谢中间体被氧化为N2，而转录组学分析显示，厌氧氨氧化菌具有电活性（electroactivity），可以以固体碳基电极为电子受体来实现NH4+ 的氧化。在依赖胞外电子传递的厌氧氨氧化反应中，NH4+ 完全被氧化成N2，没有NO2-和NO3-的累积。
目前，研究团队在KAUST污水处理厂旁搭建了中试反应器，来测试电活性厌氧氨氧化菌处理含氮有机废水的能力。研究人员表示，该工艺不需要太多的能量驱动，因此可以与太阳能结合使用。
参考资料
KAUST. (2020, December 29). Recoveringresources from wastewater streams supports the circular economy. Retrievedfrom KAUST: https://www.kaust.edu.sa/en/news/wastewater-streams-support-the-circular-economy
Shaw, D., Ali, M., Katuri, K.,Gralnick, J., Reimann, J., Mesman, R., . . . Saikaly , P. (2020). Extracellularelectron transfer-dependent anaerobic oxidation of ammonium by anammoxbacteria. Nature Communications, 11(2058).
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