7.1 概述

根据已有的研究结论，产甲烷微生态对氨胁迫的响应可归结为两种模式：第一种为微生态结构的重建，表现为优势微生物种群的演替和主导代谢途径的转变（见本书第5章结论）；第二种则是源于多细胞聚集式生长的甲烷八叠球菌呈现出较高的胁迫耐受力，微生态结构未发生剧烈变动（见本书第6章结论）。但亦有研究发现，多营养型的甲烷八叠球菌，可能通过其改变代谢途径以适应新的生境[120，129]。由此可见，产甲烷微生物菌群对氨胁迫的响应可能呈现多态性。

上述分析均提示，可望通过富集新生菌群或加速优势菌群功能形态的转变而促进氨抑制的解除。大量研究证明，驯化可提高微生物对不利生境的适应性，驯化后的产甲烷菌群可对氨胁迫产生更强的耐受力[8，28，115]。因此，驯化有望成为解除胁迫、加速甲烷化中心建立和提高工艺稳定性的有效方法。然而，驯化对氨胁迫下甲烷化中心建立的促进效果，及其对产甲烷微生态的影响机理目前尚不清楚，究竟是促进新生菌群的富集，还是加速优势菌群自身功能形态的转变[120]，尚无定论；另外，关键生态因子如何影响驯化过程的信息亦鲜见报道。过程机理和影响因素的不明确，限制了驯化方法的应用和优化策略的发展。探索通过驯化解除甲烷化氨胁迫的效果，深入了解驯化改变产甲烷微生态的过程机理和影响因素，对于解决厌氧消化中的氨抑制问题具有重要意义。(https://www.daowen.com)

根据第5章的研究结论，获知了厌氧产甲烷微生态对氨浓度的响应规律。本章的研究选择临界氨浓度（即主导产甲烷途径发生分化时的TAN浓度），分别对中温污泥MCS和高温污泥TCS进行驯化培养，借以获得驯化的产甲烷微生态；之后，将驯化和未驯化的污泥分别在低氨浓度和临界氨浓度下培养；通过比较乙酸厌氧甲烷化过程的差异，分析驯化对氨胁迫下甲烷化中心建立过程的影响；为深入了解驯化和未驯化微生态对氨胁迫的响应机制，采用天然稳定碳同位素指纹识别和人工稳定碳同位素标记技术监测甲烷产生途径；综合运用FISH和qPCR技术，从功能微生物种群识别、种群丰度和形态学变化，多角度分析驯化和未驯化的微生态对氨胁迫的响应行为。通过多技术的联用，建立基于代谢物流、代谢途径和功能微生物种群多角度综合表征产甲烷微生态的研究方法。