潮汐流人工湿地低温条件下氮转化过程的研究
发布时间：2023-06-15 20:01
微生物脱氮一直被认为是最经济且高效的脱氮技术，其脱氮过程及脱氮机理的研究也成为现阶段水处理领域的研究热点。近年来，人工湿地的应用逐渐广泛，其内部氮转化过程的研究已深入至分子水平，但冬季低温地区的应用仍受限制，且缺少对氮转化菌群和功能基因全面和系统的定量研究。 本文考察了以氨氮（NH4+-N）为氮源在不同低温条件下人工湿地的脱氮效率，采用了Q-PCR等分子生物学技术定量分析了人工湿地在低温条件下内部氮转化菌群和功能基因的演化规律和沿程分布。通过对出水水质指标检测和对氮转化功能基因的定量分析，得到以下结论： （1）不同的低温条件（4℃、8℃、12℃）对人工湿地系统中氨氮的去除影响不大。三个系统的氨氮去除率都很高，均在90%以上。在4℃的低温条件下，氨氮的出水浓度显得更加稳定。随系统温度升高，出水中氨氮浓度有降低趋势。 （2）厌氧氨氧化菌是低温条件下氨氧化过程中的优势菌群。AMX基因的绝对丰度在三个系统的氮转化基因中占有很大优势。特别是在4℃低温条件下中，AMX基因的相对丰富度一度成为系统运行全程中沿层最高的，80cm层甚至达到最高的80.5%。而norA基因（好氧氨氧化菌的功能基因）的相对...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 我国水环境现状
1.1.1 氮素的存在形态
1.1.2 水体中氮素的来源
1.1.3 水体氮素污染的危害
1.2 污水脱氮处理技术
1.2.1 物理化学法
1.2.2 生物法
1.3 人工湿地
1.3.1 人工湿地技术发展概况
1.3.2 人工湿地的脱氮机理
1.4 人工湿地微生物氮转化分子机制
1.4.1 系统中氮转化过程及其关键功能基因
1.4.2 关键酶及其功能基因的研究进展
1.5 研究目的和内容
1.6 技术路线
1.7 主要创新点
第2章 材料与方法
2.1 仪器及试剂
2.2 人工湿地系统
2.2.1 实验装置
2.2.2 实验设置
2.2.3 人工湿地系统启动和运行条件
2.3 水质分析和测定方法
2.4 微生物处理和测定方法
2.4.1 生物膜样品预处理
2.4.2 生物样总 DNA 提取
2.4.3 质粒标准品的制作
2.4.4 标准曲线制作
2.4.5 荧光定量 PCR
2.5 生物群落的生态特性分析
2.5.1 生态联结性分析
2.5.2 多样性分析
第3章 4℃时人工湿地系统的氮转化分子机制
3.1 水质指标分析
3.1.1 COD、NH4
+-N 和 TN 的去除率
3.1.2 TN、NH4
+-N、NO3
--N 和 NO2
--N 的转化(累计)效率
3.2 氮转化菌群和功能基因的演化规律
3.3 沿程氮转化过程和脱氮途径
3.3.1 三氮沿程转化与分布
3.3.2 氮转化菌群和功能基因的沿程分布规律
3.3.3 氮转化菌群和功能基因的沿程多样性
3.3.4 氮转化菌群和功能基因的沿程生态联结性
3.3.5 氮转化菌群和功能基因的沿程相对丰富的度
3.3.6 沿程的氮转化过程和脱氮途径
第4章 8℃时人工湿地系统的氮转化分子机制
4.1 水质指标分析
4.1.1 COD、NH4
+-N 和 TN 的去除率
4.1.2 TN、NH4
+-N、NO3
--N 和 NO2
--N 的转化(累计)效率
4.2 氮转化菌群和功能基因的演化规律
4.3 沿程氮转化过程和脱氮途径
4.3.1 三氮沿程转化与分布
4.3.2 氮转化菌群和功能基因的沿程分布规律
4.3.3 氮转化菌群和功能基因的沿程多样性
4.3.4 氮转化菌群和功能基因的沿程生态联结性
4.3.5 氮转化菌群和功能基因的沿程相对丰富的度
4.3.6 沿程的氮转化过程和脱氮途径
第5章 12℃时人工湿地系统的氮转化分子机制
5.1 水质指标分析
5.1.1 COD、NH4
+-N 和 TN 的去除率
5.1.2 TN、NH4
+-N、NO3
--N 和 NO2
--N 的转化(累计)效率
5.2 氮转化菌群和功能基因的演化规律
5.3 沿程氮转化过程和脱氮途径
5.3.1 三氮沿程转化与分布
5.3.2 氮转化菌群和功能基因的沿程分布规律
5.3.3 氮转化菌群和功能基因的沿程多样性
5.3.4 氮转化菌群和功能基因的沿程生态联结性
5.3.5 氮转化菌群和功能基因的沿程相对丰富的度
5.3.6 沿程的氮转化过程和脱氮途径
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间所发表的文章
致谢
本文编号：3833573
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 我国水环境现状
1.1.1 氮素的存在形态
1.1.2 水体中氮素的来源
1.1.3 水体氮素污染的危害
1.2 污水脱氮处理技术
1.2.1 物理化学法
1.2.2 生物法
1.3 人工湿地
1.3.1 人工湿地技术发展概况
1.3.2 人工湿地的脱氮机理
1.4 人工湿地微生物氮转化分子机制
1.4.1 系统中氮转化过程及其关键功能基因
1.4.2 关键酶及其功能基因的研究进展
1.5 研究目的和内容
1.6 技术路线
1.7 主要创新点
第2章 材料与方法
2.1 仪器及试剂
2.2 人工湿地系统
2.2.1 实验装置
2.2.2 实验设置
2.2.3 人工湿地系统启动和运行条件
2.3 水质分析和测定方法
2.4 微生物处理和测定方法
2.4.1 生物膜样品预处理
2.4.2 生物样总 DNA 提取
2.4.3 质粒标准品的制作
2.4.4 标准曲线制作
2.4.5 荧光定量 PCR
2.5 生物群落的生态特性分析
2.5.1 生态联结性分析
2.5.2 多样性分析
第3章 4℃时人工湿地系统的氮转化分子机制
3.1 水质指标分析
3.1.1 COD、NH4
+-N 和 TN 的去除率
3.1.2 TN、NH4
+-N、NO3
--N 和 NO2
--N 的转化(累计)效率
3.2 氮转化菌群和功能基因的演化规律
3.3 沿程氮转化过程和脱氮途径
3.3.1 三氮沿程转化与分布
3.3.2 氮转化菌群和功能基因的沿程分布规律
3.3.3 氮转化菌群和功能基因的沿程多样性
3.3.4 氮转化菌群和功能基因的沿程生态联结性
3.3.5 氮转化菌群和功能基因的沿程相对丰富的度
3.3.6 沿程的氮转化过程和脱氮途径
第4章 8℃时人工湿地系统的氮转化分子机制
4.1 水质指标分析
4.1.1 COD、NH4
+-N 和 TN 的去除率
4.1.2 TN、NH4
+-N、NO3
--N 和 NO2
--N 的转化(累计)效率
4.2 氮转化菌群和功能基因的演化规律
4.3 沿程氮转化过程和脱氮途径
4.3.1 三氮沿程转化与分布
4.3.2 氮转化菌群和功能基因的沿程分布规律
4.3.3 氮转化菌群和功能基因的沿程多样性
4.3.4 氮转化菌群和功能基因的沿程生态联结性
4.3.5 氮转化菌群和功能基因的沿程相对丰富的度
4.3.6 沿程的氮转化过程和脱氮途径
第5章 12℃时人工湿地系统的氮转化分子机制
5.1 水质指标分析
5.1.1 COD、NH4
+-N 和 TN 的去除率
5.1.2 TN、NH4
+-N、NO3
--N 和 NO2
--N 的转化(累计)效率
5.2 氮转化菌群和功能基因的演化规律
5.3 沿程氮转化过程和脱氮途径
5.3.1 三氮沿程转化与分布
5.3.2 氮转化菌群和功能基因的沿程分布规律
5.3.3 氮转化菌群和功能基因的沿程多样性
5.3.4 氮转化菌群和功能基因的沿程生态联结性
5.3.5 氮转化菌群和功能基因的沿程相对丰富的度
5.3.6 沿程的氮转化过程和脱氮途径
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间所发表的文章
致谢
本文编号：3833573
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