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2010年我国染料产量达到76万吨，占世界染料总产量的60％以上，位居世界首位。据测算，我国每生产1t的染料，大约排放染料废水744m3，这些染料废水对水体和环境都造成严重的污染，影响人们的生产生活。因此对染料废水处理方法和技术的研究引起了世界各国的广泛关注，也成为污水污染控制工程领域研究的重点和热点。 本研究以自然生物膜为研究对象，以亚甲基蓝(MB)为代表性染料，考察了自然生物膜对低浓度染料废水的净化效果及其作用机理，以及低浓度染料废水对自然生物膜形态和微生物群落结构的影响。研究结果表明: (1)自然生物膜对低浓度亚甲基蓝溶液具有一定的净化去除能力。当MB浓度为0.2mg/L时，其平均去除率为84.9％，当MB浓度为0.5mg/L时，其平均去除率为83.2％;对应的出水MB平均浓度分别为0.03mg/L和0.08mg/L。 (2)自然生物膜净化染料废水的机理主要是吸附作用和吸收降解作用。在不同的条件下二者的比例有所差异，其中吸附作用的贡献为41％-68％之间，生物吸收降解的比例在16％-46％之间。初始染料浓度越高，则吸附作用在染料去除中所占比例更大。吸附作用主要发生在染料去除的初始阶段，而生物吸收降解则在染料去除的后期发挥重要作用。 (3)自然生物膜胞外聚合物（EPS）及其所含的含氧功能基团在低浓度染料废水的吸附过程中发挥了重要作用，EPS上的含氧功能基团越多，则对MB的吸附能力越强。 (4) Biolog的结果表明，在低浓度染料废水的影响下，自然生物膜上微生物群落对31种碳源的利用情况发生了变化，对碳源利用能力的平均吸光值(AWCD)降低了。PLFA的结果表明，0.2mg/L亚甲基蓝影响下的自然生物膜，其细菌、真菌和放线菌的数量分别减少了53.94％、94.01％和100％;而0.5mg/L亚甲基蓝处理下的自然生物膜上细菌的数量减少了82.05％，真菌和放线菌几乎消失。 总之，自然生物膜作为一种微生物聚集体，广泛存在于自然水体中，可以对进入水环境的低浓度合成染料废水产生一定的净化效果;但合成染料也会对自然生物膜的功能多样性和微生物群落多样性产生不利影响。通过限制染料废水的排放浓度，或许可以达到一种稳态:即染料废水被自然生物膜深度净化，而自然生物膜本身保持一定的活性，从而为维持自然生物膜的生态环境效能创造条件。