城市黑臭河道内源硫对氮素削减过程的影响机制研究
发布时间：2023-12-11 19:41
氮营养盐难以去除是目前黑臭河道治理过程中急需解决的突出问题,硫作为河道生态系统的重要元素,其对氮素削减过程的影响作用不容忽视,特别是由于水体中硫化物的高度不稳定性,其对氮营养盐削减过程的影响往往被屏蔽。为阐明黑臭河道内源硫对氮素盐削减过程的影响作用,本论文首先研究了不同外部调控手段下内源氮和硫之间的交互作用;随后通过反硝化潜力和厌氧氨氧化潜力培养实验进一步探究硫化物对黑臭河道底泥反硝化及厌氧氨氧化潜势的影响,并解析黑臭河道氮硫代谢相关菌群的微生物机制,以期为解决黑臭河道总氮去除率偏低的问题提供理论依据。本论文主要研究结果如下:(1)不同外部调控(上覆水曝气、底泥曝气和底泥投加硝酸钙)下的黑臭河道模拟实验发现间歇的水曝气与泥曝气调控均有利于总氮的脱除,削减率分别为82.15±3.55%和67.52±0.6%,且曝气调控下上覆水总氮与硫酸盐呈现极显著的负相关,相关系数分别为-0.882(P<0.01)和-0.856(P<0.01),表明间歇曝气调控有利于促进硝化-反硝化耦合且不利于硫酸盐还原过程。此外,假单胞菌属(Pseudomonas)为曝气调控下底泥的优势反硝化细菌,相对丰...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 黑臭河道内源硫对氮素削减过程的影响
1.2.1 内源硫对反硝化的影响
1.2.2 内源硫对厌氧氨氧化的影响
1.2.3 内源硫与氮素削减过程的耦合分析
1.3 黑臭河道内源硫对氮素削减过程影响的微生物机制
1.3.1 反硝化相关的硫细菌
1.3.2 厌氧氨氧化相关的硫细菌
1.3.3 氮硫代谢相关菌群的关键功能基因
1.4 黑臭河道内源硫对氮素削减过程影响作用的评定方法
1.4.1 化学计量分析
1.4.2 电子平衡分析
1.5 问题的提出与研究意义
1.6 研究内容和技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 技术路线
第二章 实验材料与方法
2.1 研究对象
2.2 研究方法
2.2.1 不同外部调控下黑臭河道内源氮与硫行为的响应实验
2.2.2 硫化物对黑臭河道底泥反硝化潜力的影响实验
2.2.3 硫化物对黑臭河道底泥厌氧氨氧化潜力的影响实验
2.2.4 氮硫代谢相关菌群结构及丰度响应规律的探究
2.3 分析方法
2.3.1 理化测定指标及方法
2.3.2 高通量测序及荧光定量PCR的测定
2.3.3 数理统计
第三章 不同外部调控下黑臭河道内源氮与硫行为的动态响应
3.1 不同外部调控下泥水界面主要氮形态的动态变化
3.1.1 上覆水主要氮形态的动态变化
3.1.2 间隙水主要氮形态的动态变化
3.2 不同外部调控下泥水界面主要硫形态的动态变化
3.2.1 上覆水主要硫形态的动态变化
3.2.2 间隙水主要硫形态的动态变化
3.2.3 底泥酸可挥发性硫的动态变化
3.3 不同外部调控下内源氮与硫的交互作用
3.4 不同外部调控下底泥氮硫代谢相关菌群结构的响应规律
3.4.1 细菌群落结构的响应规律
3.4.2 反硝化细菌群落结构的响应规律
3.4.3 硫酸盐还原细菌群落结构的响应规律
3.5 不同外部调控下底泥氮硫代谢相关菌群丰度的响应规律
3.6 本章小结
第四章 硫化物对黑臭河道底泥反硝化潜力的影响
4.1 硫化物对底泥反硝化潜力的影响
4.1.1 硫化物浓度对底泥反硝化潜力的影响
4.1.2 碳氮比调控下硫化物浓度对底泥反硝化潜力的影响
4.1.3 硫化物赋存形态对底泥反硝化的影响
4.1.4 底泥硫自养反硝化潜力评定分析
4.2 反硝化潜力培养组底泥氮硫代谢相关菌群结构的响应规律
4.2.1 细菌群落结构的响应规律
4.2.2 反硝化细菌群落结构的响应规律
4.2.3 硫酸盐还原细菌群落结构的响应规律
4.3 反硝化潜力培养组底泥氮硫代谢相关菌群丰度的响应规律
4.4 本章小结
第五章 硫化物对黑臭河道底泥厌氧氨氧化潜力的影响
5.1 硫化物对底泥厌氧氨氧化潜力的影响
5.1.1 硫化物对底泥厌氧氨氧化潜力的影响
5.1.2 碳氮比调控下硫化物对底泥厌氧氨氧化潜力的影响
5.1.3 硫化物对底泥硝酸盐还原型厌氧氨氧化潜力的影响
5.1.4 硫化物对底泥厌氧氨氧化潜力影响的评定分析
5.2 厌氧氨氧化潜力培养组底泥氮硫代谢相关菌群结构的响应规律
5.2.1 细菌群落结构的响应规律
5.2.2 反硝化细菌群落结构的响应规律
5.2.3 硫酸盐还原细菌群落结构的响应规律
5.2.4 厌氧氨氧化细菌群落结构的响应规律
5.3 厌氧氨氧化潜力培养组氮硫代谢相关菌群丰度的响应规律
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 论文创新
6.3 研究不足与展望
参考文献
硕士期间研究成果
致谢
本文编号：3873246
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 黑臭河道内源硫对氮素削减过程的影响
1.2.1 内源硫对反硝化的影响
1.2.2 内源硫对厌氧氨氧化的影响
1.2.3 内源硫与氮素削减过程的耦合分析
1.3 黑臭河道内源硫对氮素削减过程影响的微生物机制
1.3.1 反硝化相关的硫细菌
1.3.2 厌氧氨氧化相关的硫细菌
1.3.3 氮硫代谢相关菌群的关键功能基因
1.4 黑臭河道内源硫对氮素削减过程影响作用的评定方法
1.4.1 化学计量分析
1.4.2 电子平衡分析
1.5 问题的提出与研究意义
1.6 研究内容和技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 技术路线
第二章 实验材料与方法
2.1 研究对象
2.2 研究方法
2.2.1 不同外部调控下黑臭河道内源氮与硫行为的响应实验
2.2.2 硫化物对黑臭河道底泥反硝化潜力的影响实验
2.2.3 硫化物对黑臭河道底泥厌氧氨氧化潜力的影响实验
2.2.4 氮硫代谢相关菌群结构及丰度响应规律的探究
2.3 分析方法
2.3.1 理化测定指标及方法
2.3.2 高通量测序及荧光定量PCR的测定
2.3.3 数理统计
第三章 不同外部调控下黑臭河道内源氮与硫行为的动态响应
3.1 不同外部调控下泥水界面主要氮形态的动态变化
3.1.1 上覆水主要氮形态的动态变化
3.1.2 间隙水主要氮形态的动态变化
3.2 不同外部调控下泥水界面主要硫形态的动态变化
3.2.1 上覆水主要硫形态的动态变化
3.2.2 间隙水主要硫形态的动态变化
3.2.3 底泥酸可挥发性硫的动态变化
3.3 不同外部调控下内源氮与硫的交互作用
3.4 不同外部调控下底泥氮硫代谢相关菌群结构的响应规律
3.4.1 细菌群落结构的响应规律
3.4.2 反硝化细菌群落结构的响应规律
3.4.3 硫酸盐还原细菌群落结构的响应规律
3.5 不同外部调控下底泥氮硫代谢相关菌群丰度的响应规律
3.6 本章小结
第四章 硫化物对黑臭河道底泥反硝化潜力的影响
4.1 硫化物对底泥反硝化潜力的影响
4.1.1 硫化物浓度对底泥反硝化潜力的影响
4.1.2 碳氮比调控下硫化物浓度对底泥反硝化潜力的影响
4.1.3 硫化物赋存形态对底泥反硝化的影响
4.1.4 底泥硫自养反硝化潜力评定分析
4.2 反硝化潜力培养组底泥氮硫代谢相关菌群结构的响应规律
4.2.1 细菌群落结构的响应规律
4.2.2 反硝化细菌群落结构的响应规律
4.2.3 硫酸盐还原细菌群落结构的响应规律
4.3 反硝化潜力培养组底泥氮硫代谢相关菌群丰度的响应规律
4.4 本章小结
第五章 硫化物对黑臭河道底泥厌氧氨氧化潜力的影响
5.1 硫化物对底泥厌氧氨氧化潜力的影响
5.1.1 硫化物对底泥厌氧氨氧化潜力的影响
5.1.2 碳氮比调控下硫化物对底泥厌氧氨氧化潜力的影响
5.1.3 硫化物对底泥硝酸盐还原型厌氧氨氧化潜力的影响
5.1.4 硫化物对底泥厌氧氨氧化潜力影响的评定分析
5.2 厌氧氨氧化潜力培养组底泥氮硫代谢相关菌群结构的响应规律
5.2.1 细菌群落结构的响应规律
5.2.2 反硝化细菌群落结构的响应规律
5.2.3 硫酸盐还原细菌群落结构的响应规律
5.2.4 厌氧氨氧化细菌群落结构的响应规律
5.3 厌氧氨氧化潜力培养组氮硫代谢相关菌群丰度的响应规律
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 论文创新
6.3 研究不足与展望
参考文献
硕士期间研究成果
致谢
本文编号：3873246
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