群体感应AHLs信号分子对活性污泥污水处理系统抵抗纳米银胁迫的作用

发布时间：2023-06-08 21:41

　　随着纳米银(Silvernanoparticle,nAg)类抗菌、消毒产品的广泛使用,nAg可随污水最终排放至城镇污水处理厂,对活性污泥微生物造成毒性胁迫进而影响污水处理厂出水水质。N-乙酰高丝氨酸内酯类(N-acyl homeserine lactones,AHLs)信号分子可根据活性污泥微生物群体中细胞密度变化调控自身基因表达进而调节群体行为。因此,探究nAg胁迫下活性污泥混合液中AHLs变化与活性污泥反应器性能间的关系为评估nAg对活性污泥系统的毒性影响及理解AHLs对nAg胁迫下活性污泥污水处理系统的调控作用有着重要意义。本研究以序批式反应器(Sequencing batch reactors,SBRs)作为模拟活性污泥污水处理系统,分别在SBRs进水中添加10 mg/L nAg、20 mg/L nAg 及 3 mg/L Ag+、6 mg/L Ag+(分别对应 10 mg/L nAg、20 mg/L nAg 在水中的Ag+释放量),连续运行60 d,探究nAg及Ag+对SBRs出水水质的影响。运行至第65 d向SBRs进水中添加AHLs混合溶液(C6-HSL、C8-HSL、Cl...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 课题背景
    1.2 纳米银的应用与环境危害
        1.2.1 纳米银的应用
        1.2.2 纳米银的环境危害
        1.2.3 纳米银对污水生物处理系统影响的研究进展
    1.3 污水生物脱氮过程与相关的脱氮功能基因
        1.3.1 污水生物脱氮过程
        1.3.2 污水生物脱氮相关的脱氮功能基因
    1.4 污水生物处理系统中的群体感应现象与研究进展
        1.4.1 微生物群体感应现象
        1.4.2 污水生物处理系统中群体感应研究进展
    1.5 本文主要研究内容
        1.5.1 研究目的和意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 技术路线
第二章 纳米银及其释放的银离子对活性污泥系统功能的影响
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验装置与启动
        2.2.3 分析测定方法
        2.2.4 数据统计分析
    2.3 进水中的nAg与Ag⁺对SBRs出水水质的影响
        2.3.1 SBRs出水DO值与pH值
        2.3.2 nAg与Ag⁺对SBRs去除含碳有机物的影响
        2.3.3 nAg与Ag⁺对SBRs脱氮效率的影响
    2.4 nAg与Ag⁺对活性污泥生物量、形态、粒径和Zeta电位的影响
    2.5 进水中添加不同浓度nAg与Ag⁺对活性污泥EPS的影响
    2.6 Ag在SBRs上清液、EPS和污泥中的浓度与存在形式
        2.6.1 nAg在活性污泥分布摇瓶实验
        2.6.2 Ag在SBRs上清液、EPS和污泥中的浓度
        2.6.3 Ag在污泥中的存在形式
    2.7 本章小结
第三章 纳米银及银离子对活性污泥微生物群落结构及脱氮功能基因的影响
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 细菌DNA提取
        3.2.2 16S rDNA高通量测序
        3.2.3 基因定量
        3.2.4 生物信息学统计分析
    3.3 进水中添加不同浓度nAg与Ag⁺对活性污泥微生物群落的影响
        3.3.1 微生物多样性分析
        3.3.2 进水中添加不同浓度nAg与Ag⁺对活性污泥微生物物种组成影响
    3.4 进水中添加不同浓度nAg与Ag⁺对活性污泥微生物脱氮功能基因的影响
        3.4.1 nAg与Ag⁺对活性污泥微生物硝化基因的影响
        3.4.2 nAg与Ag⁺对活性污泥微生物反硝化基因的影响
    3.5 本章小结
第四章 活性污泥系统中AHLs信号分子响应纳米银及银离子胁迫和其调控作用初探
    4.1 引言
    4.2 实验材料
    4.3 活性污泥样品中AHLs提取方法
    4.4 UPLC-MS/MS检测条件及优化
        4.4.1 色谱条件
        4.4.2 质谱条件
        4.4.3 条件优化
        4.4.4 检测性能评估
    4.5 活性污泥混合液中AHLs信号分子浓度
    4.6 外源添加AHLs信号分子对活性污泥系统的调控作用
    4.7 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
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3832548