污水处理厂中微塑料表面的生物膜与抗性基因特征研究

发布时间：2022-12-04 02:24

　　微塑料作为一种新兴污染物,以其分布范围广、潜在危害大而备受关注。微塑料上的生物膜会促进塑料沉积和动物摄食,受到了国内外研究人员的广泛关注。尽管目前已有许多报道研究了海洋中微塑料上生物膜的特征,但淡水环境中微塑料与微生物群落的相互作用鲜有报道。污水处理厂是微塑料进入淡水环境的重要源头之一,其工艺并不能将微塑料完全去除。同时,污水处理厂中携带生物膜的微塑料的特征及潜在危害性仍然未知。为研究进入污水处理厂的微塑料表面附着生物膜的特征与环境效应,该研究将典型微塑料投放入青岛某污水处理厂中,运用激光共聚焦显微镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱仪、16S rDNA测序、宏基因组测序等技术手段,研究微塑料上生物膜的空间分布、厚度、物种相对丰度、抗性基因种类及生物膜对微塑料表面形态的影响。本研究的主要结论如下:（1）通过激光共聚焦分析发现,污水处理厂中的微塑料可以成为微生物附着的载体。运用原子力显微镜测量生物膜厚度发现,不同微塑料的生物膜厚度不同,好氧污泥中的PE微塑料具有最大的生物膜厚度。生物膜量与微塑料的疏水性、表面粗糙度、培养环境有关。疏水性和表面粗糙度越大,微塑料越容易被生物膜黏附,且好氧池中的... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 微塑料概述
        1.1.1 微塑料的形成
        1.1.2 微塑料的危害
        1.1.3 微塑料上生物膜研究现状
        1.1.4 污水处理厂中微塑料相关研究
    1.2 抗生素概述
        1.2.1 抗生素、抗性细菌及抗性基因
        1.2.2 污水处理厂中抗性细菌及抗性基因的相关研究
    1.3 研究目的和内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
第二章 实验室条件下不同塑料的生物膜附着特征
    2.1 引言
    2.2 实验材料与仪器
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验污泥
    2.3 实验方法
        2.3.1 塑料和玻璃的培养
        2.3.2 光学显微镜观察材料表面生物膜分布
        2.3.3 结晶紫染色法测定生物膜量
    2.4 结果与分析
        2.4.1 不同材料上生物膜的空间分布
        2.4.2 不同材料的生物膜量
    2.5 本章小结
第三章 污水处理厂中微塑料表面的生物膜特征
    3.1 引言
    3.2 实验材料与仪器
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验水体
        3.2.3 实验装置
    3.3 实验方法
        3.3.1 塑料的投放与培养
        3.3.2 塑料表面粗糙度测量
        3.3.3 塑料官能团测定
        3.3.4 表面生物膜定性与定量观察
        3.3.5 分子生物学方法
            3.3.5.1 生物膜DNA提取
            3.3.5.2 16S rDNA测序
        3.3.6 数据处理与分析
            3.3.6.1 测序数据处理
            3.3.6.2 数据分析
    3.4 结果与分析
        3.4.1 不同微塑料表面的生物膜量
        3.4.2 不同微塑料培养前后粗糙度变化
        3.4.3 不同微塑料培养前后官能团变化
        3.4.4 物种多样性分析
        3.4.5 生物膜与污泥的细菌群落结构
    3.5 本章小结
第四章 微塑料生物膜中抗性基因的分布规律
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 分子生物学方法
            4.2.1.1 生物膜DNA提取
            4.2.1.2 宏基因组测序
        4.2.2 生物信息分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 基因多样性分析
        4.3.2 KEGG功能丰度统计
        4.3.3 生物膜与污泥的抗性基因丰度
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
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学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]抗生素及其抗性基因在环境中的污染、降解和去除研究进展[J]. 沈怡雯,黄智婷,谢冰.  应用与环境生物学报. 2015(02)
[2]抗生素抗性基因（ARGs）——一种新型环境污染物[J]. 罗义,周启星.  环境科学学报. 2008(08)



本文编号：3707429