收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

城市黑臭河道底泥微生物群落结构对人工曝气的响应特征及机理研究

姚丽平  
【摘要】:城市河道黑臭是我国环境污染和生态破坏的典型代表性恶果,河道底泥中的微生物在上覆水-底泥的物质循环过程中发挥着极其重要的作用。人工曝气是城市黑臭河道治理的有效措施,而不同的曝气条件会产生不同的治理效果,其底泥中的微生物群落结构也可能随之发生变化。本论文采用PCR-DGGE和16S rDNA克隆文库分子生物学技术,分别对5种不同曝气条件下城市黑臭河道底泥中微生物优势菌群和群落结构进行研究,并用RDA(冗余分析)探讨了环境因子与微生物群落结构之间的关系,为人工曝气治理黑臭河道的优化实施提供依据。研究结果表明: (1)城市黑臭河道底泥中细菌群落结构多样性较高,主要由变形菌门(包括γ-、p-、δ-、ε-和α-亚类)、厚壁菌门、绿弯菌门、疣微菌门、放线菌门、酸杆菌门、衣原体门、蓝藻门、硝化螺旋菌门、Nitrospinae、Ignvibacteria、热脱硫杆菌门、Elusimicrobia、芽单胞菌门、黏胶球形菌门、拟杆菌门和NC10及一些未分类的细菌组成;古菌群落结构多样性相比要低很多,主要由广古菌门、奇古菌门和泉古菌门及未分类的古菌组成。其中,细菌群落中检测到了衣原体、气单胞菌属、梭状芽孢杆菌属、链球菌属、假单胞菌属等潜在的致病菌。 (2)不同工况样品中细菌优势类群有所差异,不同曝气强度对细菌群落结构分布影响不同。以上覆水流速表征曝气强度,流速为0和0.247m/s时,对应的溶解氧(dissolved oxygen, DO)分别为2.14和6.18mg/L、雷诺数(Re)分别为0和1311的曝气条件下,工况运行初始和运行稳定样品都是以厚壁菌门和变形菌门为优势类群;流速为0.288m/s时,对应的DO为7.35mg/L、Re为1810的曝气条件下,细菌优势类群变化最大,工况运行初始时以厚壁菌门和变形菌门为优势类群,工况运行稳定时以变形菌门为优势类群;流速为0.320和0.372m/s时,对应的DO分别为8.00和8.03mg/L、Re分别为2133和1736的曝气条件下,工况运行初始和运行稳定样品都是以变形菌门为优势类群。 (3)不同工况样品中古菌优势类群有所差异,不同曝气强度对古菌群落结构分布影响不同。流速为0时,DO为2.14m/L、Re为0的未曝气条件下,工况运行初始和运行稳定样品都是以甲烷八叠球菌目和甲烷微菌目为优势类群;流速为0.247m/s时,对应的DO为6.18mg/L、Re为1311的曝气条件下,工况运行初始和运行稳定样品都是以甲烷八叠球菌目和奇古菌门为优势类群;流速为0.288和0.320m/s时,对应的DO分别为7.35和8.00mg/L、Re分别为1810和2133的曝气条件下,工况运行初始和运行稳定时都以甲烷八叠球菌目和甲烷微菌目为优势类群;流速为0.372m/s时,对应的DO为8.03m/L、Re为1736的曝气条件下,工况运行初始样品以甲烷八叠球菌目为优势类群,运行稳定样品以甲烷八叠球菌目和甲烷微菌目为优势类群。总体来看,曝气条件下,工况运行稳定和初始古菌各类群含量的差异比细菌的小得多。 (4)不同曝气强度对细菌类群在物质循环过程中的作用的影响较大且不同,流速为0时,DO为2.14m/L、Re为0的条件下,参与反硝化和有机物分解过程的细菌类群的含量有所增加;流速为0.247m/s时,对应的DO为6.18mg/L、Re为1311的曝气条件下,主要促进硫酸盐还原菌的生长:流速为0.288m/s时,对应的DO为7.35mg/L、Re为1810的曝气条件下,主要促进硫化物氧化细菌和硫酸盐还原细菌的生长,还可能促进了参与铁循环的细菌的生长;流速为0.320m/s时,对应的DO为8.00mg/L、Re为2133的曝气条件下,主要促进参与碳氢化合物降解的细菌的生长;流速为0.372m/s时,对应的DO为8.03m/L、Re为1736的曝气条件下,主要促进硫化物氧化菌和硫酸盐还原菌的生长,还可能促进了硝化细菌的生长。但对古菌类群在物质循环中的作用的影响较小,各工况样品中包含大量的产甲烷古菌和部分氨氧化古菌。 (5)检测到氨氧化古菌比氨氧化细菌的含量更多且分布更广泛,初步判断氨氧化古菌是城市黑臭河道底泥中氨氧化的优势类群。 (6)RDA分析环境因子(上覆水中的T、DO、Re、NH4+-N、TN和间隙水中的NH4+-N、TN)与微生物群落结构的关系表明,DO是细菌和古菌优势群落演替的显著影响因子,而DO、上覆水中的NH4+-N和TN对细菌群落结构中各类群含量分布影响显著,古菌群落结构分布无显著影响因子。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 王英才;刘永定;郝宗杰;张兰;沈银武;李根保;李敦海;陈德辉;马庆;杨洪芳;;上海市几条黑臭河道治理效果的比较与分析[J];水生生物学报;2009年02期
2 张列宇;饶本强;熊瑛;刘浩;刘永定;沈银武;;人工湿地黑臭水体处理系统微生物脱氮机理研究[J];水生生物学报;2010年02期
3 黄静;刘耀龙;陈振楼;王军;叶明武;;温州市典型黑臭河道人居环境调查分析[J];华东师范大学学报(自然科学版);2011年01期
4 李开明;刘军;江栋;刘斌;;古廖涌黑臭水体生物修复及维护试验[J];应用与环境生物学报;2005年06期
5 张敏;;浅议城市黑臭河道治理的措施[J];科协论坛(下半月);2010年09期
6 吴小慧;张丹;黄民生;张勇;何岩;;梯级浮床修复黑臭河道过程中浮游植物动态研究[J];华东师范大学学报(自然科学版);2011年01期
7 张勇;黄民生;阮宇鹰;赵丰;;生物净化槽中菌群结构在梭鱼草(Pontederia cordata L)不同生长期的动态变化[J];华东师范大学学报(自然科学版);2009年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 姚丽平;城市黑臭河道底泥微生物群落结构对人工曝气的响应特征及机理研究[D];华东师范大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978