氯酚/硝基苯厌氧降解体系中微生物种群结构研究

发布时间：2023-03-30 01:56

　　有毒有机物的厌氧降解具有能耗低、效率高、无二次污染等优点，本课题针对两类常见的有毒有机污染物氯酚((2-monochlorophenol，简称2-氯酚；4-monochlorophenol，简称4-氯酚；2，4-dichlorophenol，简称2，4-二氯酚)／硝基苯进行厌氧降解，并对这些厌氧体系中微生物种群结构进行研究。通过颗粒污泥样品DNA提取、特异性引物的PCR扩增、DGGE分析，自制感受态细胞进行连接转化、阳性克隆子测序、序列分析归纳，特异性荧光探针结合、流式细胞计数等方法，分别对2-氯酚、4-氯酚、2，4-二氯酚／硝基苯厌氧降解体系中的细菌、古菌、硫酸还原菌、各种产甲烷菌等微生物种群分布进行分析。结果证实，通过以上方法可以有效的对有毒有机物厌氧降解体系中特定的微生物群落组成进行分析。 厌氧颗粒污泥经过2-CP驯化后，检出的古细菌类型由驯化前的17种增加到23种；经过4-CP驯化后，检出的古细菌类型由驯化前的17种增加到19种。有9种古细菌只在降解2-CP的厌氧污泥中被检出，在接种污泥和降解4-CP厌氧污泥中均未被检出，说明这些古细菌更易于适应2-CP的驯化，而不适应4-CP...

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【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 国内外研究现状与发展动态
        1.1.1 氯酚/硝基苯的性质
        1.1.2 氯酚/硝基苯类化合物的降解途径
        1.1.3 氯酚/硝基苯类化合物的生物处理技术
        1.1.4 降解氯酚/硝基苯的微生物研究进展
    1.2 现代生物学技术及其在环境领域中的应用
        1.2.1 16S rDNA/18S rDNA在系统进化研究中的应用
        1.2.2 厌氧微生物
        1.2.3 本课题的技术路线
        1.2.4 实验技术存在的偏差
    1.3 课题研究的意义和内容
第2章 实验材料与分析方法
    2.1 厌氧工艺装置及实验方法
        2.1.1 污泥驯化装置
        2.1.2 摇瓶实验装置
        2.1.3 氯酚/硝基苯厌氧降解污泥的驯化
        2.1.4 摇瓶实验方法设计
        2.1.5 实验设备和试剂
    2.2 常规指标分析方法
        2.2.1 有机物浓度的分析方法
        2.2.2 进出水溶解性COD
        2.2.3 重量法分析MLSS和MLVSS
第3章 微生物种群结构分析方法
    3.1 厌氧颗粒污泥DNA提取
        3.1.1 厌氧污泥样品细菌基因组DNA的提取
        3.1.2 厌氧颗粒污泥中真菌DNA的提取
    3.2 PCR扩增
        3.2.1 细菌16S rDNA的PCR扩增及纯化
        3.2.2 真菌18S rRNA的PCR扩增
    3.3 16S rDNA/18S rDNA的DGGE分析
    3.4 降解2-CP厌氧微生物的培养及其种群结构分析
    3.5 克隆和测序
        3.5.1 E.coli DH5a感受态细胞的制备
        3.5.2 T-vector(T载体)制作方法
        3.5.3 商品化的pMD19-T Vector
        3.5.4 克隆实验操作
    3.6 流式细胞法对微生物种群的定量分析
    3.7 本章小结
第4章 氯酚类有机物厌氧降解体系中微生物种群结构分析
    4.1 降解2-CP和4-CP的厌氧颗粒污泥中微生物种群结构分布
        4.1.1 2-CP/4-CP厌氧降解系统中微生物多样性比较
        4.1.2 2-CP驯化前后酸杆菌的多样性分析
    4.2 降解2,4-DCP的厌氧颗粒污泥古细菌种群结构分布
        4.2.1 降解2,4-DCP的反应装置
        4.2.2 降解2,4-DCP的厌氧颗粒污泥的驯化及样品采集
        4.2.3 降解2,4-DCP厌氧颗粒污泥中微生物种群结构分析
    4.3 用FCM对氯酚类物质厌氧降解系统中微生物种群的初步定量
    4.4 本章小结
第5章 硝基苯厌氧降解微生物种群结构研究
    5.1 反应设计
    5.2 硝基苯厌氧降解微生物种群分析
    5.3 本章小结
第6章 处理城市污水的厌氧污泥微生物种群结构分析
    6.1 实验装置
    6.2 OCAR厌氧颗粒污泥微生物种群分布
        6.2.1 基于16S rDNA克隆法分析OCAR厌氧颗粒污泥中古菌的分布
        6.2.2 应用FCM定量分析OCAR中厌氧颗粒污泥微生物种群分布
    6.3 本章小结
第7章 金属离子对2-氯酚厌氧降解体系微生物种群分布的影响
    7.1 实验设计及分析方法
        7.1.1 冲击及恢复性驯化实验方法
        7.1.2 运用PCR-DGGE分析金属离子冲击对细菌种群结构的影响
        7.1.3 运用克隆技术分析金属离子冲击对古细菌多样性的影响
        7.1.4 运用FCM技术定量分析金属离子冲击后微生物种群结构的分布
    7.2 Cu²⁺冲击对2-CP厌氧降解系统中微生物种群结构的影响
        7.2.1 Cu²⁺冲击对厌氧系统细菌种群结构的影响
        7.2.2 Cu²⁺冲击对厌氧系统古菌多样性的影响
        7.2.3 Cu²⁺冲击对厌氧系统微生物种群分布影响的定量分析
    7.3 Cd²⁺冲击对2-CP厌氧降解系统中微生物种群结构的影响
        7.3.1 Cd²⁺冲击对厌氧系统细菌种群结构的影响
        7.3.2 Cd²⁺冲击对厌氧系统古菌多样性的影响
        7.3.3 Cd²⁺冲击对厌氧系统微生物种群分布影响的定量分析
    7.4 Ni²⁺冲击对2-CP厌氧降解系统中微生物种群结构的影响
        7.4.1 Ni²⁺冲击对厌氧系统细菌种群结构的影响
        7.4.2 Ni²⁺冲击对厌氧系统古菌多样性的影响
        7.4.3 Ni²⁺冲击对厌氧系统微生物种群分布影响的定量分析
    7.5 金属离子冲击对2-CP厌氧降解系统影响的比较
        7.5.1 金属离子冲击对2-CP厌氧降解影响的比较
        7.5.2 金属离子冲击对厌氧系统细菌种群分布影响的比较
        7.5.3 金属离子冲击对厌氧系统古菌多样性影响的比较
        7.5.4 金属离子冲击对厌氧系统微生物种群分布影响比较
    7.6 本章小结
第8章 几种厌氧体系中微生物种群结构分布比较
第9章 结论与建议
    9.1 结论
    9.2 建议
致谢
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3774944