工业废水中的微生物多样性：挖掘溯源追踪的潜力

了解工业废水中的微生物多样性对于高效的环境监测和管理至关重要。在发表于《环境研究》（Environmental Research）的最新研究中，我们探索了采集自中国深圳不同工厂的工业污水微生物组成。利用高通量 16S rRNA 基因测序技术，我们鉴定出了能够实现工业废水排放溯源的微生物标记物。这一创新方法彰显了测序技术在环境监测中的应用价值。

主要发现

• 管网中的微生物多样性： 我们从连接四家工厂的不同污水管网位置采集了 28 份污水样本，共鉴定出 5413 个操作分类单元（OTUs）。虽然只有 107 个 OTUs 为 90% 的样本所共有，但每家工厂的废水都展现出独特的微生物谱图，反映了其各自独特的工业加工过程。

• 利用微生物标记物进行溯源追踪： 通过比较微生物组成，我们鉴定出了能够区分这四家工厂废水的特异性微生物标记物。例如，五金厂的特征微生物具有在营养贫乏环境中生存及降解重金属的能力；而食品厂废水则含有专门消化有机物的微生物。这些微生物标记物证明了利用测序数据进行工业废水溯源的可行性。

• 扩展研究的潜力： 这项研究不仅展示了微生物溯源追踪的前景，还为利用宏基因组数据进行更全面的研究开辟了道路。宏基因组学可以提供关于功能基因和微生物相互作用的更深层见解，从而在环境基因组学中实现更广泛的应用。

[Image illustrating the process of microbial source tracking in urban sewer networks]

研究感悟

这项研究代表了我们在环境研究领域的首次尝试。它源于与深圳合作伙伴的讨论，当时他们正在探索基因组技术在环境监测中的应用。我提出了利用新兴的环境 DNA（eDNA）方法开展该项目的想法，随后我们共同设计了一项针对污水管网微生物群落采样与测序的研究。尽管我们这次将研究范围局限在 16S rRNA 基因测序而非全宏基因组测序，但结果依然令人惊叹——不同地点和废水来源之间存在着清晰的微生物差异。

通过与北京林业大学的李鹏嵩教授合作，我们顺利完成了这项研究。虽然此后我们又设计了一系列环境微生物组研究项目，但进展比预想的要慢。尽管如此，我相信这项研究为进一步探索工业废水微生物多样性以及基因组技术在环境科学中的实际应用奠定了基础。

研究全文可通过 Environmental Research 在线访问。