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《吉林建筑大学》 2014年
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潮汐流人工湿地低温条件下氮转化过程的研究

闫邢君  
【摘要】:微生物脱氮一直被认为是最经济且高效的脱氮技术,其脱氮过程及脱氮机理的研究也成为现阶段水处理领域的研究热点。近年来,人工湿地的应用逐渐广泛,其内部氮转化过程的研究已深入至分子水平,但冬季低温地区的应用仍受限制,且缺少对氮转化菌群和功能基因全面和系统的定量研究。 本文考察了以氨氮(NH4+-N)为氮源在不同低温条件下人工湿地的脱氮效率,采用了Q-PCR等分子生物学技术定量分析了人工湿地在低温条件下内部氮转化菌群和功能基因的演化规律和沿程分布。通过对出水水质指标检测和对氮转化功能基因的定量分析,得到以下结论: (1)不同的低温条件(4℃、8℃、12℃)对人工湿地系统中氨氮的去除影响不大。三个系统的氨氮去除率都很高,均在90%以上。在4℃的低温条件下,氨氮的出水浓度显得更加稳定。随系统温度升高,出水中氨氮浓度有降低趋势。 (2)厌氧氨氧化菌是低温条件下氨氧化过程中的优势菌群。AMX基因的绝对丰度在三个系统的氮转化基因中占有很大优势。特别是在4℃低温条件下中,AMX基因的相对丰富度一度成为系统运行全程中沿层最高的,80cm层甚至达到最高的80.5%。而norA基因(好氧氨氧化菌的功能基因)的相对丰富度全程不足1%。 (3)AMX基因与norA基因在低温条件下具有较高的转化效率。无论AMX基因的绝对丰度和相对丰富度是大是小(分别为1.22×106copies/g~1.25×106copies/g和13.18%~80.5%),系统中氨氮的沿层转化率都可以达到90%以上。norA基因的绝对丰度是所测氮转化功能基因中最小的,绝对丰富度不足1%,然而从除水中测定的三氮指标可以看出,被氧化的氨氮成功转化为了硝态氮。 (4)低温严重影响了氮转化过程中的反硝化过程。出水中硝态氮大量累积,功能基因narG基因和napA基因的绝对丰度和相对丰富度也都十分的低。其他反硝化的功能基因所测得的绝对丰度和相对丰富度也不高。特别是作为完全反硝化标志的nosZ基因,它的绝对丰度和相对丰富度是所测反硝化过程功能基因中最低的,在三个低温系统中沿层波动又十分剧烈,没有产生沿层富集规律。 (5)narG基因参与的硝酸盐还原过程在系统温度升高后有加强趋势。随温度的升高,氮转化菌群的的聚集层有上升趋势。
【学位授予单位】:吉林建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:X703

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