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伴随着城市化及人民生活水平的日益提高,城市河道和自然水体承受了更高的污染负荷,导致水体黑臭现象日益明显,河道修复成为目前的重要任务。目前生物法被广泛应用在河道修复中,因腐殖酸还原菌够利用底泥中大量的腐殖酸,加速降解河道中的污染物,而受到广泛关注。本课题针对腐殖酸还原菌、硝酸钙和硝酸钙-腐殖酸还原菌对黑臭水体的修复效果和机理进行探究实验。
腐殖酸还原菌和具有腐殖酸还原能力的活性污泥水体修复实验中,单菌组和活性污泥组底泥总有机质(TOM)降解量分别比空白组高26.4g/kg干泥和22.7g/kg干泥(42 d);挥发性硫化物(AVS)降解量分别高817mg/kg干泥和1399mg/kg干泥(42 d);异养微生物相对丰度显著提升,说明腐殖酸还原菌能够利用底泥中腐殖酸提高污染物降解速率,促进相应反应的微生物活性。
为强化底泥TOM和AVS去除,添加化学药剂强化修复,硝酸钙能够显著改善底泥微生态环境,变形菌相对丰度由32.11%增长至65.97%,硫化菌成为优势菌(相对丰度4.02%),底泥TOM降解量比空白高45.2g/kg干泥(42 d),底泥AVS降解量比空白高1720mg/kg干泥(7 d),说明硝酸钙可以刺激底泥中的硫氧化菌和异养微生物活性,加速底泥AVS和降解;7d后,AVS出现反弹,21d时硫酸盐还原菌(属)Sulfurimonas成为优势菌,相对丰度为0.96%。
腐殖酸还原菌+化学药剂和具有腐殖酸还原能力的活性污泥+化学药剂组的水体协同修复实验中,协同修复能改善底泥微生态环境,变形菌(门)相对丰度分别为63.74%和59.76%,硫化菌(属)相对丰富分别为3.92%和3.09%;TOM降解量分别比空白组高32.6g/kg干泥和30.0g/kg干泥(42 d);AVS降解量分别高2026mg/kg干泥和2201mg/kg干泥(42 d)。AVS有轻微反弹现象,反弹率仅为化学药剂组50%左右,说明化学-生物协同修复有利于控制AVS反弹。
单独生物修复投加难以改变底泥微生态环境,促进底泥微生物活性的提高;单独化学药剂修复虽能迅速降低AVS,提高TOM降解量,丰富微生物菌群,但AVS反弹明显,治理效果不持久;化学-生物协同修复能够改善底泥微生态环境、增强微生物活性,在提高TOM和AVS降解速率的同时,控制AVS的反弹,达到治理效果持久的目的。
腐殖酸还原菌和具有腐殖酸还原能力的活性污泥水体修复实验中,单菌组和活性污泥组底泥总有机质(TOM)降解量分别比空白组高26.4g/kg干泥和22.7g/kg干泥(42 d);挥发性硫化物(AVS)降解量分别高817mg/kg干泥和1399mg/kg干泥(42 d);异养微生物相对丰度显著提升,说明腐殖酸还原菌能够利用底泥中腐殖酸提高污染物降解速率,促进相应反应的微生物活性。
为强化底泥TOM和AVS去除,添加化学药剂强化修复,硝酸钙能够显著改善底泥微生态环境,变形菌相对丰度由32.11%增长至65.97%,硫化菌成为优势菌(相对丰度4.02%),底泥TOM降解量比空白高45.2g/kg干泥(42 d),底泥AVS降解量比空白高1720mg/kg干泥(7 d),说明硝酸钙可以刺激底泥中的硫氧化菌和异养微生物活性,加速底泥AVS和降解;7d后,AVS出现反弹,21d时硫酸盐还原菌(属)Sulfurimonas成为优势菌,相对丰度为0.96%。
腐殖酸还原菌+化学药剂和具有腐殖酸还原能力的活性污泥+化学药剂组的水体协同修复实验中,协同修复能改善底泥微生态环境,变形菌(门)相对丰度分别为63.74%和59.76%,硫化菌(属)相对丰富分别为3.92%和3.09%;TOM降解量分别比空白组高32.6g/kg干泥和30.0g/kg干泥(42 d);AVS降解量分别高2026mg/kg干泥和2201mg/kg干泥(42 d)。AVS有轻微反弹现象,反弹率仅为化学药剂组50%左右,说明化学-生物协同修复有利于控制AVS反弹。
单独生物修复投加难以改变底泥微生态环境,促进底泥微生物活性的提高;单独化学药剂修复虽能迅速降低AVS,提高TOM降解量,丰富微生物菌群,但AVS反弹明显,治理效果不持久;化学-生物协同修复能够改善底泥微生态环境、增强微生物活性,在提高TOM和AVS降解速率的同时,控制AVS的反弹,达到治理效果持久的目的。