粉绿狐尾藻人工湿地脱氮微生物多样性及高效菌株筛选研究

发布时间：2023-06-23 18:55

　　随着社会经济的发展,耗氧污染物氨氮超标现象日益严重,这威胁了水环境的安全。人工湿地(Constructed wetland,CWs)由于对氮素污染物具有良好的脱除能力而备受关注。在实际过程中,进水氨氮浓度的不同会影响CWs的脱氮效率,但其机制尚未被探究。基于此,本研究建造了粉绿狐尾藻人工湿地,以探究不同氨氮浓度梯度(A,0 mg/L;B,2 mg/L;C,24 mg/L;D,105 mg/L;E,124 mg/L)进水条件下CWs的脱氮效率、微生物群落结构的变化及对氨氮浓度的响应。主要结果如下:在氨氮浓度为105 mg/L的进水条件下,CWs有着最高的N去除率(NH₄⁺-N去除率为89.30%,TN去除率为92.34%)。研究发现,高氨氮浓度CWs中硝化菌和反硝化菌的丰度显著高于对照组,表明不同氨氮浓度的CWs脱氮的生物机制可能不同。16S r DNA高通量测序结果显示,氨氮浓度对CWs中的微生物群落结构具有显著影响。例如反硝化菌Rhodococcus sp.的丰度随氨氮浓度的升高而增加,并且微生物群落间的互作关系也显著增强。这些结果说明,不...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号对照表
1 前言
    1.1 畜禽养殖废水及其微生物过程
        1.1.1 养殖废水排放现状及危害
        1.1.2 养殖废水治理技术研究进展
        1.1.3 氮循环及功能基因
    1.2 粉绿狐尾藻人工湿地处理养殖废水
        1.2.2 人工湿地的用途
        1.2.3 粉绿狐尾藻的价值
    1.3 脱氮微生物的特性研究
        1.3.1 硝化与反硝化过程
        1.3.2 脱氮微生物研究进展
        1.3.3 反硝化微生物的筛选与特性研究
    1.4 研究目的与意义
    1.5 研究内容与技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
2 氨氮浓度对人工湿地脱氮能力及微生物群落的影响
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 化学试剂及仪器设备
        2.2.2 样品的采集与处理
        2.2.3 养殖废水理化性质的测定
        2.2.4 底泥微生物DNA的提取
        2.2.5 底泥脱氮功能基因丰度的定量分析
        2.2.6 扩增子的高通量测序
        2.2.7 数据统计分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 不同氨氮浓度养殖废水对人工湿地脱氮能力的影响
        2.3.2 不同氨氮浓度养殖废水对脱氮功能基因丰度影响
        2.3.3 不同氨氮浓度养殖废水对微生物群落多样性的影响
        2.3.4 不同氨氮浓度养殖废水对氮循环相关微生物群落组成的影响
        2.3.5 不同氨氮浓度养殖废水对功能微生物富集情况的影响
        2.3.6 不同氨氮浓度养殖废水对微生物群落结构的影响
        2.3.7 不同氨氮浓度养殖废水对微生物互作关系的影响
    2.4 讨论
        2.4.1 粉绿狐尾藻人工湿地脱氮能力的变化
        2.4.2 粉绿狐尾藻人工湿地氮循环微生物丰度的变化
        2.4.3 粉绿狐尾藻人工湿地微生物多样性的变化
        2.4.4 粉绿狐尾藻人工湿地微生物群落结构的变化
        2.4.5 粉绿狐尾藻人工湿地微生物间互作关系的变化
    2.5 本章小结
3 粉绿狐尾藻人工湿地高效脱氮菌株的筛选与鉴定
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 化学试剂及仪器设备
        3.2.2 样品来源
        3.2.3 培养基
        3.2.4 菌株的分离与筛选
        3.2.5 菌株的鉴定
        3.2.6 菌株的验证
        3.2.7 数据统计分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 菌株的筛选与鉴定
        3.3.2 反硝化菌的分布
        3.3.3 反硝化性能的验证
        3.3.4 菌落及菌株的形态特征
    3.4 讨论
        3.4.1 菌株的筛选与鉴定
        3.4.2 菌株的分布
        3.4.3 菌株反硝化性能的验证
    3.5 本章小结
4 厌氧反硝化菌株的生长特性及脱氮性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 化学试剂及仪器设备
        4.2.2 菌株的活化
        4.2.3 菌株生长曲线的测定
        4.2.4 脱氮性能的测定
        4.2.5 反硝化基因的丰度
        4.2.6 不同因子对菌株脱氮的影响
    4.3 结果与分析
        4.2.1 菌株的生长及脱氮性能
        4.2.2 菌株反硝化基因丰度的定量分析
        4.2.3 不同因子对菌株脱氮的影响
    4.4 讨论
        4.4.1 菌株的生长及脱氮性能
        4.4.2 菌株反硝化基因丰度分析
        4.4.3 不同因子对菌株脱氮的影响
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 论文主要结论
    5.2 创新点
    5.3 工作展望
参考文献
附录 A
个人简介
导师简介
成果目录清单
致谢



本文编号：3835131