电子垃圾重金属污染稻田土壤中反硝化微生物群落多样性分析
发布时间：2021-01-20 11:59
随着信息时代的发展和电子产品更新速率的加快，电子垃圾已经成为全球增长速度最快的垃圾类型之一，其中含有铜（Cu）、铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）等重金属、有机污染物及有毒有害物质。目前电子垃圾拆解主要采取粗放式处理方式，已造成严重、持久的土壤重金属污染问题。土壤中的反硝化作用是自然环境氮循环中重要组成部分，反硝化中不同的氮元素还原阶段均有各种类型微生物广泛参与，探讨电子垃圾重金属污染对土壤反硝化群落影响，为深入了解重金属对氮循环的影响以及开发出针对性土壤修复方式提供理论依据。本研究以广东省汕头市贵屿镇典型电子垃圾酸洗场周边稻田（LDTR）和电子垃圾堆放点周边稻田（LGTR）的土壤作为试验样品。首先对土壤样品中8种重金属（铜、镉、汞、砷、铅、铬、锌、镍）含量进行测定，确定土壤重金属污染程度；随后采用Miseq高通量测序技术，以16S rRNA基因作为目标分子，分析土壤中微生物群落结构，了解土壤反硝化菌群的微生物群落背景；最后以反硝化三种关键功能基因narG、nirK、nosZ为分子指标进行实时荧光定量PCR、克隆文库、末端限制性片段长度多态性分析，研究电子垃圾污染稻田反硝化微生物多样性...
【文章来源】：广西科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
T-RFLP技术原理图
旋菌门（Nitrospirae）相对丰度 3.8%，放线菌门（Actinobacteria）为 2.9%以及蓝藻门（Cyanobacteria）相对丰度为 2.2%，绿菌门（Chlorobi）、厚壁菌门（Firmicutes）、浮霉菌（Planctomycetes）这三个门的相对丰度在 1.3 %左右。另外，古菌中泉古菌门（Crenarchaeota）相对丰度也占到 2%。在 LGTR 样点中，放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）相对丰度都在 3.5%左右，之后酸杆菌门（Acidobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia），相对丰度在 3%上下波动，此外厚壁菌门（Firmicutes）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和浮霉菌门（Planctomycetes）的相对丰度相对于 LDTR 样点上升到 1%以上。其他细菌门类包括 Armatimonadetes、绿菌门（Chlorobi）、蓝藻门（Cyanobacteria）、Elusimicrobia、螺旋体门（Spirochaetes）等，其相对丰度低于 1%。此外，LGTR-13 号样品中Proteobacteria 相对丰度与此样点的其他样品相比略多，而这个样品的重金属 Cd、Cu、Pb 含量超标严重，说明这些重金属可能对 Proteobacteria 的含量造成影响。
图 3-4 LGTR 各样品主要分类单元的分布（相对丰度）Figure 3-4 Relative abundances (%) of dominant lineages (phylum level) in overall communities andin the LGTR samples为进一步解释微生物群落的变化趋势，从纲（class）水平分析两个样点中微生物的分布情况（如图 3-5，图 3-6 所示）。在 LDTR 样点中，Proteobacteria 门中，相对丰度较高的纲包含 Alpha-（1.7%-5.1%）、Beta-（8.6%-24.3%）、Delta-（2.9%-8.3%）、Gamma-（3.7%-12.6%），和 Chloroflexi 门中相对丰度较高的纲包括厌氧蝇菌纲（Anaerolineae）（5.9%-14.6%）、纤线杆菌纲（Ktedonobacteria）（0.5%-8.7%）和 SOGA31（0.6%-12.8）。而 LGTR 样点的优势纲物种多样性没有LDTR 丰富，但物种的分布趋势基本与之相似，只是 Anaerolineae 的相对丰度有所增加，上升到 14.9%（8.9%-23%），SOGA31 的相对丰度下降到 1%以下。Anaerolineae纲是 Chloroflexi 门中常见的纲类之一，是一种化能自养厌氧型微生物，在反硝化作用在 NO3-还原成 NO2-过程中起到非常重要的作用[86]。与此同时，Anaerolineae 纲的丝状细菌经常出现在活性污泥处理系统中，一些研究结果表明它们在生物除磷方面
本文编号：2989004
【文章来源】：广西科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
T-RFLP技术原理图
旋菌门（Nitrospirae）相对丰度 3.8%，放线菌门（Actinobacteria）为 2.9%以及蓝藻门（Cyanobacteria）相对丰度为 2.2%，绿菌门（Chlorobi）、厚壁菌门（Firmicutes）、浮霉菌（Planctomycetes）这三个门的相对丰度在 1.3 %左右。另外，古菌中泉古菌门（Crenarchaeota）相对丰度也占到 2%。在 LGTR 样点中，放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）相对丰度都在 3.5%左右，之后酸杆菌门（Acidobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia），相对丰度在 3%上下波动，此外厚壁菌门（Firmicutes）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和浮霉菌门（Planctomycetes）的相对丰度相对于 LDTR 样点上升到 1%以上。其他细菌门类包括 Armatimonadetes、绿菌门（Chlorobi）、蓝藻门（Cyanobacteria）、Elusimicrobia、螺旋体门（Spirochaetes）等，其相对丰度低于 1%。此外，LGTR-13 号样品中Proteobacteria 相对丰度与此样点的其他样品相比略多，而这个样品的重金属 Cd、Cu、Pb 含量超标严重，说明这些重金属可能对 Proteobacteria 的含量造成影响。
图 3-4 LGTR 各样品主要分类单元的分布（相对丰度）Figure 3-4 Relative abundances (%) of dominant lineages (phylum level) in overall communities andin the LGTR samples为进一步解释微生物群落的变化趋势，从纲（class）水平分析两个样点中微生物的分布情况（如图 3-5，图 3-6 所示）。在 LDTR 样点中，Proteobacteria 门中，相对丰度较高的纲包含 Alpha-（1.7%-5.1%）、Beta-（8.6%-24.3%）、Delta-（2.9%-8.3%）、Gamma-（3.7%-12.6%），和 Chloroflexi 门中相对丰度较高的纲包括厌氧蝇菌纲（Anaerolineae）（5.9%-14.6%）、纤线杆菌纲（Ktedonobacteria）（0.5%-8.7%）和 SOGA31（0.6%-12.8）。而 LGTR 样点的优势纲物种多样性没有LDTR 丰富，但物种的分布趋势基本与之相似，只是 Anaerolineae 的相对丰度有所增加，上升到 14.9%（8.9%-23%），SOGA31 的相对丰度下降到 1%以下。Anaerolineae纲是 Chloroflexi 门中常见的纲类之一，是一种化能自养厌氧型微生物，在反硝化作用在 NO3-还原成 NO2-过程中起到非常重要的作用[86]。与此同时，Anaerolineae 纲的丝状细菌经常出现在活性污泥处理系统中，一些研究结果表明它们在生物除磷方面
本文编号：2989004
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