厭氧消化技術用于處理易降解生物質廢棄物，具有大幅度減污降碳的潛力，而厭氧反應器經常面臨的脅迫失穩(wěn)是厭氧消化技術處理效能提升的關鍵瓶頸。構建厭氧反應器脅迫失穩(wěn)預警系統(tǒng)是提升厭氧消化技術處理效能的抓手，核心難點在于遴選敏感且易監(jiān)測的靶向預警因子。而目前厭氧消化過程監(jiān)測的主要挑戰(zhàn)在于，傳統(tǒng)的運行監(jiān)測指標（如pH值、堿度和揮發(fā)性脂肪酸等）往往滯后于實際的微生物性能。

近日，生物燃氣與環(huán)境工程中心發(fā)表了題為Microbial volatile organic compounds produced during the anaerobic digestion process can serve as potential indicators of microbial community stability”的研究論文，從微生物代謝角度提出并驗證了采用揮發(fā)性有機物作為厭氧反應器脅迫失穩(wěn)預警因子的可行性。

本研究提出揮發(fā)性有機化合物作為反映微生物代謝特征的新指標，并評估了其在有機負荷脅迫條件下指示厭氧消化反應器運行穩(wěn)定性的能力。結果表明：烯烴、醇類、醛類、酮類和芳香族化合物對有機負荷脅迫表現(xiàn)出明確的響應，并且這些揮發(fā)性有機化合物與特定的細菌屬（(Syntrophomonas, Defluviitoga, 和Fastidiosipila）和古菌屬（Methanobacterium, Methanoculleus 和Methanosarcina）呈現(xiàn)出顯著的共現(xiàn)關系，表明它們是這些揮發(fā)性有機化合物釋放的實際貢獻者。以上研究結果證實揮發(fā)性有機化合物可以作為厭氧反應器運行性能的指示指標。

相關研究成果發(fā)表于生態(tài)環(huán)境領域知名期刊，Water Research（Nature Index）上。論文的第一作者為生物燃氣與環(huán)境工程中心科研助理路冬雪和山東理工大學聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生李敏，通訊作者為生物燃氣與環(huán)境工程中心聶二旗博士與付善飛研究員。該工作獲得了山東省自然科學基金，泰山學者和中國博士后基金會資助計劃等項目的支持。

論文DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123286