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預警系統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測的靶向預警因子。而目前厭氧消化過程監測的主要挑戰在于，傳統的運行監測指標（如pH值、堿度和揮發性脂肪酸等）往往滯后于實際的微生物性能。

近日，生物燃氣與環境工程中心發表了題為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性有機物作為厭氧反應器脅迫失穩預警因子的可行性。

本研究提出揮發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出明確的響應，并且這些揮發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）呈現出顯著的共現關系，表明它們是這些揮發性有機化合物釋放的實際貢獻者。以上研究結果證實揮發性有機化合物可以作為厭氧反應器運行性能的指示指標。

相關研究成果發表于生態環境領域知名期刊，Water Research（Nature Index）上。論文的第一作者為生物燃氣與環境工程中心科研助理路冬雪和山東理工大學聯合培養碩士研究生李敏，通訊作者為生物燃氣與環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