納米氧化鋅對污水生物除磷作用及微生物群落的影響.pdf

1、納米材料在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活用品（如半導體和化妝品）中的廣泛應用，使其無可避免的進入到了市政污水中，進而進入污水處理廠。很多納米顆粒具有抗菌性（比如ZnO-NPs、Ag-NPs、TiO2-NPs），因此納米顆?？赡軙o污水處理廠的正常運行造成沖擊。本文以ZnO-NPs為研究對象，主要研究了不同濃度ZnO-NPs對污水處理系統(tǒng)生物除磷作用及微生物群落的影響，以預測ZnO-NPs對水處理系統(tǒng)處理效能的沖擊作用。
　　設定投入系統(tǒng)ZnO

2、-NPs的濃度為1、5、10、20 mg/L，考察納米顆粒短期暴露（8 h）和長期暴露（10 d）對生物除磷系統(tǒng)的影響情況。實驗選取穩(wěn)定運行的SBR系統(tǒng)為要研究的污水處理系統(tǒng)。SBR以厭氧-好氧形式運行，以達到穩(wěn)定的除磷效果。ZnO-NPs短期暴露條件下，1、5 mg/L ZnO-NPs對于系統(tǒng)最終除磷沒有產(chǎn)生消極影響，10、20 mg/L ZnO-NPs則使系統(tǒng)厭氧釋磷量相比空白有所降低，使好氧吸磷過程速率減慢，去除率降低。1 mg/

3、L ZnO-NPs對生物除磷過程中PHA和糖原的轉化沒有產(chǎn)生影響，加入5、10、20 mg/L ZnO-NPs的系統(tǒng)中PHA在微生物中的含量相比空白有了增多，糖原的分解和合成活動較空白有了增強。
　　ZnO-NPs長期暴露條件下，1、5 mg/L ZnO-NPs對于SBR除磷沒有明顯影響，10、20 mg/L ZnO-NPs產(chǎn)生的負面影響明顯，兩系統(tǒng)較空白厭氧釋磷量減少，出水中SOP含量不符合一級B出水標準。10、20 mg/L

4、ZnO-NPs對PPX，PPK的活性，呼吸速率，EPS的產(chǎn)量，質膜完整性及系統(tǒng)內(nèi)MLSS，MLVSS含量都產(chǎn)生了一定程度的抑制或破壞，且隨加入ZnO-NPs濃度的增加，破壞作用增強。1、5 mg/L ZnO-NPs對上述指標都沒有產(chǎn)生抑制。
　　高通量測序分析微生物群落多樣性顯示，加入10 mg/L ZnO-NPs顆粒促使微生物多樣性增加，而高濃度的ZnO-NPs（20 mg/L）對于系統(tǒng)的沖擊性很大，微生物已不能做出調整抵抗沖擊

5、；群落差異性分析表明系統(tǒng)內(nèi)微生物群落受到ZnO-NPs的影響，出現(xiàn)了群落聚類上的差異，且納米顆粒濃度越大，差異越明顯；通過物種分類分析發(fā)現(xiàn)，加入納米顆粒后群落優(yōu)勢菌群Proteobacteria，Bacteroidetes，Actinobacteria在群落中的占比都產(chǎn)生了變化，聚磷菌（Rhodocyclales）豐度減少，聚糖菌從屬細菌（Alphaproteobacteria和Gammaproteobacteria）的豐度增加，因而導