典型抗生素与污水脱氮除磷工艺微生物相互作用机理研究
发布时间：2023-02-27 18:52
近年来,抗生素在水和土壤环境中被普遍检出。含抗生素的污水流入污水处理厂,使其成为抗生素在环境中的重要“汇”。活性污泥法是目前城市污水处理厂广泛采用的二级处理工艺,研究抗生素与其中微生物相互作用机理,对于深入了解抗生素的环境行为及影响具有重要意义。本研究首先从强化生物除磷系统中分离出具有磷及CODcr去除能力的Shewanella菌,研究了Shewanella菌与五大类、十二种典型抗生素的相互作用。结果表明,抗生素通过影响Shewanella菌胞内代谢影响其对磷及CODcr的去除。Shewanella菌通过吸附去除阿莫西林,通过吸附与生物降解去除头孢氨苄,降解产物为2-羟基-3-苯基吡嗪。在此基础上,选取污水中检出量和检出率较高的四环素,研究了不同浓度四环素与污水生物脱氮除磷工艺微生物的长期相互作用。研究发现,痕量四环素(20和50μg/L)可通过降解和吸附作用被有效去除,对脱氮除磷效果无明显影响,但可充当信号分子,使主要脱氮除磷功能菌含量升高。长期作用下(150天),痕量四环素使系统中外排泵和四环素灭活抗性基因含量升高,同时影响微生物群落组成...
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 综述
1.1 抗生素污染现状及危害
1.1.1 抗生素类污染物的来源
1.1.2 国内外抗生素污染现状
1.1.3 抗生素类污染物的生态危害
1.2 抗性基因研究现状
1.2.1 抗性基因检测方法
1.2.2 污泥及土壤中抗性基因研究现状
1.2.3 水环境中抗性基因研究现状
1.3 污水生物处理技术
1.3.1 生物脱氮过程
1.3.2 生物除磷过程
1.3.3 同步脱氮除磷工艺
1.4 研究意义及内容
第2章 典型抗生素与Shewanella菌相互作用机理
2.1 引言
2.2 实验材料及方法
2.2.1 主要仪器设备及试剂
2.2.2 Shewanella菌的分离及鉴定
2.2.3批量实验
2.2.4 典型抗生素定量及其降解产物识别方法
2.2.5 其他污染物及胞内聚合物分析方法
2.2.6 统计学分析方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 典型抗生素对Shewanella菌的影响
2.3.2 Shewanella菌对β-内酰胺类抗生素的吸附降解
2.3.3 头孢氨苄(CLX)降解产物的识别
2.4 本章小结
第3章 四环素在污水生物脱氮除磷系统中的归趋转化
3.1 引言
3.2 实验材料及方法
3.2.1 主要仪器设备及试剂
3.2.2 生物脱氮除磷系统及实验装置
3.2.3 四环素定量测定方法
3.2.4 四环素降解产物识别及生态毒性预测
3.3 结果与讨论
3.3.1 污水生物脱氮除磷系统对四环素的去除
3.3.2 脱氮除磷活性污泥对四环素的吸附作用
3.3.3 脱氮除磷活性污泥对四环素的生物降解作用
3.3.4 脱氮除磷活性污泥对四环素的降解产物识别及生态毒性预测
3.4 本章小结
第4章 四环素对污水生物脱氮除磷功能菌长期影响
4.1 引言
4.2 实验材料及方法
4.2.1 主要仪器设备及试剂
4.2.2 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 四环素对生物脱氮及相关功能菌的影响
4.3.2 四环素对强化生物除磷及聚磷菌的影响
4.3.3 四环素对脱氮除磷活性污泥物理化学性质的影响
4.3.4 四环素对生物脱氮除磷系统的影响机理
4.4 本章小结
第5章 四环素对污水脱氮除磷系统中抗性基因的诱导及机理
5.1 引言
5.2 实验材料及方法
5.2.1 主要仪器设备及试剂
5.2.2 主要实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 痕量四环素对污水脱氮除磷系统中抗性基因的诱导
5.3.2 高浓度四环素对污水脱氮除磷系统中抗性基因的诱导
5.4 本章小结
第6章 四环素对污水生物脱氮除磷系统微生物群落结构影响
6.1 引言
6.2 实验材料及方法
6.2.1 主要仪器设备及试剂
6.2.2 主要实验方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 微生物群落丰度及多样性分析
6.3.2 微生物群落差异性分析
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 主要创新点
7.3 展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
本文编号：3751261
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 综述
1.1 抗生素污染现状及危害
1.1.1 抗生素类污染物的来源
1.1.2 国内外抗生素污染现状
1.1.3 抗生素类污染物的生态危害
1.2 抗性基因研究现状
1.2.1 抗性基因检测方法
1.2.2 污泥及土壤中抗性基因研究现状
1.2.3 水环境中抗性基因研究现状
1.3 污水生物处理技术
1.3.1 生物脱氮过程
1.3.2 生物除磷过程
1.3.3 同步脱氮除磷工艺
1.4 研究意义及内容
第2章 典型抗生素与Shewanella菌相互作用机理
2.1 引言
2.2 实验材料及方法
2.2.1 主要仪器设备及试剂
2.2.2 Shewanella菌的分离及鉴定
2.2.3批量实验
2.2.4 典型抗生素定量及其降解产物识别方法
2.2.5 其他污染物及胞内聚合物分析方法
2.2.6 统计学分析方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 典型抗生素对Shewanella菌的影响
2.3.2 Shewanella菌对β-内酰胺类抗生素的吸附降解
2.3.3 头孢氨苄(CLX)降解产物的识别
2.4 本章小结
第3章 四环素在污水生物脱氮除磷系统中的归趋转化
3.1 引言
3.2 实验材料及方法
3.2.1 主要仪器设备及试剂
3.2.2 生物脱氮除磷系统及实验装置
3.2.3 四环素定量测定方法
3.2.4 四环素降解产物识别及生态毒性预测
3.3 结果与讨论
3.3.1 污水生物脱氮除磷系统对四环素的去除
3.3.2 脱氮除磷活性污泥对四环素的吸附作用
3.3.3 脱氮除磷活性污泥对四环素的生物降解作用
3.3.4 脱氮除磷活性污泥对四环素的降解产物识别及生态毒性预测
3.4 本章小结
第4章 四环素对污水生物脱氮除磷功能菌长期影响
4.1 引言
4.2 实验材料及方法
4.2.1 主要仪器设备及试剂
4.2.2 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 四环素对生物脱氮及相关功能菌的影响
4.3.2 四环素对强化生物除磷及聚磷菌的影响
4.3.3 四环素对脱氮除磷活性污泥物理化学性质的影响
4.3.4 四环素对生物脱氮除磷系统的影响机理
4.4 本章小结
第5章 四环素对污水脱氮除磷系统中抗性基因的诱导及机理
5.1 引言
5.2 实验材料及方法
5.2.1 主要仪器设备及试剂
5.2.2 主要实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 痕量四环素对污水脱氮除磷系统中抗性基因的诱导
5.3.2 高浓度四环素对污水脱氮除磷系统中抗性基因的诱导
5.4 本章小结
第6章 四环素对污水生物脱氮除磷系统微生物群落结构影响
6.1 引言
6.2 实验材料及方法
6.2.1 主要仪器设备及试剂
6.2.2 主要实验方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 微生物群落丰度及多样性分析
6.3.2 微生物群落差异性分析
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 主要创新点
7.3 展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
本文编号：3751261
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