贾鲁河水体微生物菌群结构动态变化及ACF净化效果研究

论文摘要

世界水资源污染现状堪忧,我国河流等淡水资源污染尤为严重。淮河是我国江、河污染治理之首,“欲治淮河必先治沙颍河”,而贾鲁河是沙颍河的最大支流,无活水源,沿途城市废水不断排入其中,属劣Ⅴ类水质,也是沙颍河污染物的主要来源。本课题研究贾鲁河微生物结构季节变迁规律和生物多样性,及ACF水体净化效果,为制定贾鲁河水体的生物治理方案提供依据。（1）贾鲁河微生物数量及多样性随季节变迁规律。区系分析结果表明贾鲁河水体各微生物类群在夏、秋数量多,水体和底泥微生物趋于一致,底泥细菌总量多于水体,最多达到1010。水体和底泥单种细菌数量下游几乎均高于上游。PCR-DGGE分析结果显示贾鲁河污水中大部分优势菌群是不可培养菌群,其中拟杆菌在很多活性污泥系统都是优势菌群,在污水净化过程中起重要作用。此外可见贾鲁河中存在有大量致病弓形菌属,这类菌可引起人类肠炎和动物流产,对人体和动物健康造成威胁。可见贾鲁河有机污染和生物性污染严重。分析微生物结构季节变化特征的原因可能有以下两点:第一,与水温有关,在较高温度下,微生物大量繁殖;第二,由于夏秋季排入贾鲁河的废水和废物增多,水质变差,水中营养物质的增加导致原有微生物的繁殖加速;第三,腐生型微生物随废水废物排入而进入水体并快速繁殖也导致微生物数量增多。（2）ACF的水体处理效果。从ACF挂膜效果可见炭纤维具有吸附截留污浊物快,迅速改变水体透明度的特性。不同处理氨氮脱除效率的研究显示,人工富集功能菌群直接处理水体,脱氮快。ACF负载微生物菌群后,处理效果理想,氨氮脱除率达98%。ACF上功能菌群数量变化情况表明ACF需要适时再生,效果更好。ACF污水净化机理是通过吸附污浊物质和微生物,将其固定于纤维束和纤维丝之间,为微生物的扩繁提供载体和丰富的营养,微生物进而分解利用污浊物,从而修复水体。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 第一章 文献综述
• 1 水资源污染现状
• 2 污水水体微生物多样性
• 2.1 污水脱氮微生物研究进展
• 2.1.1 传统生物脱氮微生物
• 2.1.2 新型脱氮微生物
• 2.1.2.1 厌氧氨氧化菌
• 2.1.2.2 异养硝化菌
• 2.1.2.3 好氧反硝化菌
• 2.1.2.4 反硝化聚磷菌
• 2.1.3 污水生物脱氮新工艺
• 2.2 PCR-DGGE 技术在微生物多样性研究中的应用
• 2.2.1 PCR-DGGE 技术原理
• 2.2.2 PCR-DGGE 技术的优点及局限性
• 2.2.3 PCR-DGGE 在微生物多样性研究中的应用
• 3 活性炭纤维在污水净化中的应用
• 3.1 活性炭纤维污水净化原理
• 3.2 ACF 主要优点
• 3.3 ACF 污水处理技术应用
• 4 本课题的目的意义
• 5 本课题研究内容及技术路线
• 第二章 贾鲁河水体微生物结构季节动态变迁规律
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 样品
• 1.1.2 试剂、试剂盒及药品
• 1.1.3 培养基
• 1.1.4 主要仪器设备
• 1.1.5 分析软件
• 1.2 方法
• 1.2.1 微生物区系测定方法
• 1.2.2 PCR-DGGE 微生物多样性分析
• 1.2.2.1 水样及底泥DNA 的提取
• 1.2.2.2 基因组DNA 的PCR 扩增
• 1.2.2.3 变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析
• 1.2.2.4 DNA 图谱分析
• 1.2.2.5 DNA 条带回收
• 1.2.2.6 回收条带序列测定
• 2 结果与分析
• 2.1 贾鲁河不同季节水体微生物数量分布
• 2.2 贾鲁河不同季节底泥微生物数量分布
• 2.3 水体和底泥不同微生物数量季节变化趋势
• 2.4 PCR-DGGE 分析
• 2.4.1 DNA 提取和PCR 扩增
• 2.4.2 DGGE 指纹图谱分析微生物群落多样性
• 2.4.3 测序结果分析
• 3 本章小结
• 第三章 炭纤维生态草水体净化效果分析
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 钠氏试剂吸光度法测定水样氨氮
• 1.2.2 ACF 生态草微生物区系分析
• 2 结果与分析
• 2.1 ACF 微生物挂膜效果
• 2.2 不同处理污水净化效果
• 2.3 不同处理中功能菌群的变化趋势
• 3 本章小结
• 第四章 结论与讨论
• 1 结论
• 2 讨论
• 参考文献
• Abstract