论文部分内容阅读
本文采用高通量测序方法分析河道沉积物中的微生物群落结构,并从沉积物中筛选出高效脱氮菌群,通过对培养基、生长环境等因素的控制进行优化培养,得到脱氮菌富集液,并对混合菌液中的优势菌种进行测序分析。将筛选的优势脱氮混合菌种进行固定化,通过实验室试验,探究固定化微生物小球对底泥的氮素去除效果及机理。(1)高通量测序分析河道(宜兴市东社渎港)沉积物中的微生物群落结构,结果表明：从属于变形菌门(Proteobacteria)(61.61%)的6-变形菌纲(Deltaproteobacteria)(19.92%)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)(17.46%).γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria) (12.33%)是沉积物中的主要细菌类群。厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)等细菌类群也是样品中的主要细菌类群,与其他淡水湖泊沉积物微生物多样性类似。在属的水平上,检测到的菌种序列占测序总序列的22.45%。其中,脱氮细菌占已测序列的6.17%,且异养硝化和好氧反硝化菌序列占总序列的1.67%。(2)以河道沉积物为初始菌种源,经过多次富集、筛选培养,得到的混合菌液中假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、牦牛瘤胃菌(Proteiniclasticum)、无色细菌属(Achromobacter)、嗜甲基菌属(Methylobacillus)为优势菌群,约占细菌总量的94.43%。其中,假单胞菌属(Pseudomonas)从属于γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria),约占优势脱氮菌群的50%,是最主要的优势脱氮菌群。相应的培养条件为：碳源碳酸钙+柠檬酸钠,碳源浓度3/L,温度30℃,pH=8,微量元素0.4m1/L,接种量5%。该混合菌液对总氮、氨氮的去除率分别为84.4%、84.8%。(3)以易于成球、提高活性小球质量和保持微生物活性为目标,对已筛选出的优势菌群的固定化条件进行了研究,得到的优化包埋方案为：凝胶剂中凹凸棒土、CaCO3、SiO2、PVA、海藻酸钠浓度分别取0.6%、0.5%、3.5%、8%、0.25%～1%,其中海藻酸钠质量(g)/菌液体积(ml)在0.05～0.1,饱和H3B03和CaCl2为交联剂,凝胶剂冷却4～5小时后再加入菌液进行交联。(4)比较了菌液、不包埋菌液的微球、包埋菌液的活性微球对氮素的去除效果,不包埋菌液对氮素的去除率约为10%,这是由于PVA微球有一定的吸附作用;菌液对氨氮、总氮的去除率为50.5%、49.3%:活性微球对氨氮、总氮的去除率为68.13%、67.8%。同时,菌液对氮素去除作用前期效果好,而活性微球的去除作用持续时间更长。活性微球的最佳投加量为2.0-2.4kg/m2。研究成果为河道内源污染治理提供了一种可供选择的技术方法。