水源水庫(kù)微生物種群結(jié)構(gòu)與功能研究.pdf

1、水源水庫(kù)污染日趨嚴(yán)重,富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題較為突出。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)微污染水源水體,采用各種方法進(jìn)行處理,其中生物脫氮是目前去除水體氮污染物較為經(jīng)濟(jì)有效的方法,成為研究熱點(diǎn)。在課題組前期研究基礎(chǔ)之上,本研究對(duì)從水庫(kù)沉積物中篩分出的優(yōu)勢(shì)好氧反硝化菌進(jìn)行脫氮分析和菌株的種屬鑒定,并對(duì)沉積物和水體微生物種群進(jìn)行研究,進(jìn)一步分析水體懸浮微生物結(jié)構(gòu)多樣性與水質(zhì)指標(biāo)的偶聯(lián)機(jī)制,研究成果為我國(guó)微污染水源水庫(kù)水體的微生物修復(fù)應(yīng)用研究提供科學(xué)依據(jù),本研究的

2、主要結(jié)果為:
　　(1)本研究從西安市石砭峪水庫(kù)及山東省棗莊市周村水庫(kù)沉積物中馴化、篩分出234株貧營(yíng)養(yǎng)好氧反硝化細(xì)菌,在純培養(yǎng)條件下,脫氮率達(dá)40％以上的貧營(yíng)養(yǎng)好氧反硝化菌共有126株,48h內(nèi)脫氮率達(dá)80%以上的有8株,通過(guò)分子生物學(xué)技術(shù)16SrDNAPCR擴(kuò)增測(cè)序,表明有效菌株分類(lèi)地位為:不動(dòng)桿菌屬、青枯菌屬、嗜甲基菌屬、根瘤菌屬、假單胞菌屬、醇單胞菌屬、溶桿菌屬等,其中根瘤菌屬作為具有固氮作用的種屬首次被發(fā)現(xiàn)其具有好氧反硝

3、化特性。高效菌株的脫氮率受到溫度影響,且在30℃條件下,菌株HH12于72h內(nèi)可將硝酸鹽氮還原70%。
　　(2)研究高效菌株HF3對(duì)水源水體土著功能微生物種群多樣性的影響。結(jié)果表明,接種高效好氧反硝化細(xì)菌HF3對(duì)原水水體細(xì)菌、真菌、放線菌和硫酸鹽還原菌種群多樣性影響不顯著,表明高效貧營(yíng)養(yǎng)好氧反硝化細(xì)菌HF3對(duì)原水微生態(tài)群落結(jié)構(gòu)影響不顯著,生態(tài)安全性高。
　　(3)采用BIOLOG、PCR-DGGE和克隆測(cè)序方法,對(duì)周村水庫(kù)

4、沉積物酶活性和微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性進(jìn)行研究。結(jié)果表明,采樣點(diǎn)A和F脲酶和蛋白酶活性最小,分別為2.48mgNH3-N/(g·24h)和16.28mgNH2-N/(g·24h),各樣點(diǎn)之間脲酶和蛋白酶活性差異均極顯著(P<0.01)。各采樣點(diǎn)豐富度指數(shù)關(guān)系和群落多樣性指數(shù)關(guān)系基本相同。采樣點(diǎn)B沉積物中微生物的AWCD、豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)均高于其他采樣點(diǎn),采樣點(diǎn)E最低?？梢?jiàn),周村水庫(kù)沉積物微生物活性和種群存在空間異質(zhì)性。
　　(4

5、)通過(guò)對(duì)金盆水庫(kù)水源水體中微生物多樣性檢測(cè),結(jié)果表明,在9個(gè)不同采樣點(diǎn)中,樣點(diǎn)A30m處的水體微生物對(duì)碳源消耗量最多、速率最大。從DGGE圖譜可以看出各樣點(diǎn)微生物種群結(jié)構(gòu)多樣性豐富,并通過(guò)多元統(tǒng)計(jì)分析得到水體懸浮微生物結(jié)構(gòu)多樣性與水質(zhì)指標(biāo)的偶聯(lián)機(jī)制:深度和亞硝酸鹽氮對(duì)細(xì)菌種群垂向分布影響顯著;硝酸鹽氮與ORP對(duì)真菌種群垂向分布影響顯著;氨氮、硝氮、TOC與ORP對(duì)放線菌種群垂向分布影響顯著;亞硝酸鹽氮對(duì)硫酸鹽還原菌種群垂向分布影響顯著。