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复合垂直流构建湿地微生物类群多样性及其活性研究

周巧红  
【摘要】:本文以下行流-上行流复合水流方式的构建湿地——复合垂直流构建湿地系统为研究对象,围绕微生物类群多样性及其活性展开相关研究。较为系统全面的研究了微生物数量和酶活性,揭示了微生物生理群及酶活性的时空规律;探讨了不同位点的硝化与反硝化作用以及呼吸作用,掌握了微生物生物化学活性空间分布规律;首次采用湿地基质进行邻苯二甲酸二丁酯(DBP)生物降解实验,同时探讨了DBP 对基质酶活性的影响,从生物特别是微生物角度揭示了构建湿地对特殊污染物的响应;成功的把变性梯度凝胶电泳(DGGE)、随机扩增引物多态性(RAPD)以及磷脂脂肪酸(PLFA)等方法引进到湿地微生物生态研究中,拓宽了该领域的研究方法。主要的研究成果如下: 1、基质剖面微生物的数量测定结果表明细菌、真菌、放线菌广泛的存在于湿地基质中,并且不同层面微生物数量存在着差别,上行流和下行流池0-10cm的基质层中好氧微生物数量高出30-55cm 的层面1-2 个数量级;反硝化细菌除下行流池0-10cm 的层面外其他基质层数量都达到107个/g 土以上。 2、对不同月份基质中酶活性和细菌生理类群数量进行了测定。各种酶酶活性在不同月份存在显著差异(p0.05)。相比较而言,6 种酶酶活性的空间特征较为一致,下行流池酶活性显著高于上行流池活性(p0.05),并且随着基质层深度的增加,酶活性亦相对递减。测定细菌生理群的数量,发现其数量在6 月和9 月达到高峰,并且所反映出来的空间规律与酶活性有一致性。 3、研究了基质中的生物化学活性,发现硝化作用和反硝化作用广泛存在于湿地系统中。硝化作用表现一定的空间规律,0-10cm 的基质硝化作用强度要比40-55cm 层面的高出20%左右;反硝化作用的空间差别很小,其作用率最低也达到85.5%。呼吸作用与微生物丰富度表现一定的正相关性。 4、在两套构建湿地小试系统中探讨基质酶对有毒有机污染物DBP 的响应,并且研究了基质对DBP 的降解实验。比较实验池和对照池的酶活性,发现在本实验条件下DBP 能够增强脱氢酶和过氧化氢酶的酶活性,抑制脲酶、纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的活性。当停止投加DBP 后一个月脲酶、纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的活性尚未得到恢复。基质中的DBP 降解实验结果表明这个过程主要是由


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