好氧-厭氧潛流人工濕地微生物多樣性與水質(zhì)凈化的關(guān)系.pdf

1、隨著中國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展，農(nóng)村的生活污水排放量在逐漸增加，所造成的農(nóng)村水污染問題也日益嚴(yán)峻。農(nóng)村生活污水具有排放分散不易收集、水量水質(zhì)變化較大、離市政排污管網(wǎng)和大型污水廠較遠(yuǎn)等特點(diǎn)，一般不經(jīng)處理就排入附近的河流湖泊，造成很嚴(yán)重的環(huán)境污染。而人工濕地水質(zhì)凈化系統(tǒng)因其具有工藝簡單、能量需求低、易于分散建設(shè)與管理等優(yōu)點(diǎn)，適合廣大農(nóng)村和中小城鎮(zhèn)的污水處理現(xiàn)狀，成為農(nóng)村生活污水水質(zhì)凈化的最優(yōu)工藝之一。
　　 傳統(tǒng)人工濕地水質(zhì)凈化系

2、統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)的限制，不能同時提供嚴(yán)格好氧和厭氧的環(huán)境，對污染物的去除率往往不是很高，一般在40％～50％。課題組的前期研究以提高傳統(tǒng)人工濕地去除污染物的能力為目標(biāo)，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和功能的強(qiáng)化。結(jié)果表明人工曝氣能夠提高人工濕地對COD和NH4+-N的去除率，溶解氧、碳源等也是影響反硝化作用的重要因素，增加補(bǔ)充進(jìn)水和延長厭氧段長度兩種措施使得總氮的去除率有顯著提高。
　　 為了探究不同結(jié)構(gòu)好氧/厭氧多級串聯(lián)潛流人工濕地高效去除污染物

3、的機(jī)制，采用熒光素雙醋酸酯(FDA)法、4，6-聯(lián)脒-2-苯基吲哚(DAPI)法和BIOLOG微平板法測定人工濕地基質(zhì)中微生物的活性、數(shù)量和代謝功能多樣性，并分析其與水質(zhì)凈化能力的相關(guān)性。結(jié)果表明，四種不同結(jié)構(gòu)好氧/厭氧多級串聯(lián)潛流人工濕地中的微生物在活性和數(shù)量方面都表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律，而厭氧區(qū)微生物的96h AWCD(平均光密度值)值與各組的總氮去除率之間有極顯著相關(guān)關(guān)系(p<0.01)，微生物數(shù)量與COD去除量、總氮去除率及總氮含

4、量有極顯著關(guān)系(p<0.01)。
　　 對利用BIOLOG微平板法得到的AWCD值進(jìn)行碳源分類、主成分分析以及聚類分析，結(jié)果表明，微生物對于糖類、氨基酸的利用水平明顯高于對脂肪酸及脂類、代謝中間產(chǎn)物等的利用水平；OBAAO(好氧-緩沖-厭氧-缺氧-好氧)曝氣組中采樣點(diǎn)3.3(厭氧區(qū))微生物對4類碳源的利用水平最低，與其他各采樣點(diǎn)具有顯著性差異(p<0.05)；主成分分析和聚類分析的結(jié)果表明，OBAAO曝氣組采樣點(diǎn)3.3中的微生物

5、群落和其他3個厭氧區(qū)采樣點(diǎn)中的微生物群落發(fā)生了較大的差異，OBAAO曝氣多點(diǎn)進(jìn)水組中的采樣點(diǎn)4.3(厭氧區(qū))微生物在4類碳源的利用水平上都具有一定的優(yōu)勢性。OBAAO曝氣組延長厭氧區(qū)長度為微生物提供厭氧環(huán)境，而由于缺少碳源作為能量，使得微生物的活性受到抑制；OBAAO曝氣多點(diǎn)進(jìn)水組補(bǔ)充進(jìn)水和延長厭氧區(qū)長度兩個措施有效地促進(jìn)了微生物的反硝化作用的強(qiáng)度，提高了水平潛流人工濕地的氮去除率。研究結(jié)果為揭示人工濕地基質(zhì)中微生物多樣性及其與污染物去

6、除能力之間關(guān)系提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并為優(yōu)化潛流人工濕地運(yùn)行提供了依據(jù)。
　　 農(nóng)村生活污水中的病原微生物，特別是大腸桿菌嚴(yán)重影響人類健康，而傳統(tǒng)消毒工藝，例如消毒劑法、紫外線方法等難以在人工濕地系統(tǒng)中實(shí)施，本研究利用生物化感作用的手段，以T4、f2噬菌體及其宿主大腸桿菌為模式生物，觀察分析真菌對大腸桿菌的化感作用，并從真菌中分離影響噬菌體生長的化感物質(zhì)，為利用化感物質(zhì)去除人工濕地出水中的病原微生物提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果表明，真菌對噬