厌氧消化技术作为处理易降解生物质废弃物的重要手段，具有大幅度减污降碳的潜力。然而，厌氧反应器在运行过程中经常出现胁迫失稳现象，成为厌氧消化技术处理效能提升的关键瓶颈。为此，构建厌氧反应器胁迫失稳预警系统，是提升厌氧消化技术处理效能的重要举措。

当前，厌氧消化过程的监测面临诸多挑战，传统的运行监测指标（如pH值、碱度和挥发性脂肪酸等）往往滞后于实际的微生物性能，难以及时反映出反应器的稳定性。因此，遴选敏感且易监测的靶向预警因子显得尤为重要。

近日，青岛能源所生物燃气与环境工程中心从微生物代谢角度提出并验证了采用挥发性有机物作为厌氧反应器胁迫失稳预警因子的可行性，并以“Microbial volatile organic compounds produced during the anaerobic digestion process can serve as potential indicators of microbial community stability”为题发表在生态环境领域知名期刊Water Research上。

研究团队将挥发性有机化合物作为反映微生物代谢特征的新指标，并评估了其在有机负荷胁迫条件下指示厌氧消化反应器运行稳定性的能力。研究结果显示，烯烃、醇类、醛类、酮类和芳香族化合物对有机负荷胁迫表现出明确的响应，这些挥发性有机化合物与特定的细菌属（Syntrophomonas，Defluviitoga和Fastidiosipila）以及古菌属（Methanobacterium，Methanoculleus和Methanosarcina）之间存在显著的共现关系，表明它们是这些挥发性有机化合物释放的实际贡献者。以上研究结果证实，挥发性有机化合物可以作为厌氧反应器运行性能的指示指标。这一发现为厌氧消化技术的实时监测和管理提供了新的思路，将有助于提升厌氧消化过程的稳定性和效率。

该论文的第一作者为生物燃气与环境工程中心科研助理路冬雪和山东理工大学联合培养硕士研究生李敏，通讯作者为生物燃气与环境工程中心博士聂二旗与研究员付善飞。该工作获得了山东省自然科学基金，泰山学者和中国博士后基金会资助计划等项目的支持。（文/图 聂二旗）

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123286