【摘要】：底泥疏浚技術(shù)是目前最常用的富營養(yǎng)化湖泊修復(fù)方式,但在移除內(nèi)源污染的同時會引發(fā)一系列環(huán)境問題。本文將底泥疏浚技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)相結(jié)合,利用微生物的作用彌補底泥疏浚技術(shù)的不足。主要研究結(jié)果如下:(1)具有反硝化特性細(xì)菌的篩選用DM培養(yǎng)基和添加硝酸鹽的LB培養(yǎng)基篩選到具有最佳反硝化性能的施氏假單胞菌ADH1(Pseudomonas stutzeri),硝酸鹽及總氮的去除率分別達(dá)到100%和82%。(2)不同氮循環(huán)細(xì)菌在水缸模擬系統(tǒng)中的作用效果氨化細(xì)菌能明顯增強底泥氨氮的釋放,使上覆水中氨氮含量從0.244 mg/L增加到0.908 mg/L;硝化細(xì)菌能顯著提高上覆水中氨氮的去除效率,在低濃度和高濃度氨氮模型中,投加硝化細(xì)菌后氨氮的去除率分別為83.9%和99.5%;反硝化細(xì)菌ADH1及DNF均能提高硝態(tài)氮及總氮的去除率,DNF對硝態(tài)氮及總氮的去除率分別達(dá)到99.5%和89.2%,ADH1對硝態(tài)氮及總氮的去除率則分別為82.5%和54.4%。(3)清淤及投菌在不同污染情況的模擬系統(tǒng)中對營養(yǎng)鹽釋放的影響當(dāng)積淤較淺時,清淤能有效控制底泥氨氮的釋放;當(dāng)上覆水污染程度較重時,清淤及投菌均能有效降低上覆水營養(yǎng)鹽濃度,而當(dāng)上覆水污染物濃度較低時,清淤及投菌反而會打破上覆水與底泥的吸附平衡,導(dǎo)致底泥氨氮短期內(nèi)的釋放;投加氮循環(huán)細(xì)菌能促進(jìn)底泥氨氮釋放,投菌組比未投菌組上覆水氨氮含量高出3.02 mg/L,實驗結(jié)束后底泥總氮則比未投菌組低19%左右;清淤會影響湖泊系統(tǒng)硝化反硝化作用,使得硝化作用增強及反硝化作用減弱;清淤后投加反硝化細(xì)菌能強化反硝化作用,加速硝態(tài)氮及總氮的去除,投菌后系統(tǒng)硝態(tài)氮及總氮比未投菌處理組分別最多低3.1 mg/L及2.3 mg/L;(4)有外源污染存在的情況下清淤及投菌對營養(yǎng)鹽釋放的影響當(dāng)有外源污染進(jìn)入模擬系統(tǒng)時,會大量消耗系統(tǒng)溶氧從而抑制系統(tǒng)的硝化作用,使氮循環(huán)受阻,污染物累積;若提供充足的溶氧,清淤則能促進(jìn)硝化作用;投加氮循環(huán)菌后,會促進(jìn)氨氮的釋放,含量增加0.03 mg/L~2 mg/L;在有外源污染時,投菌對硝酸鹽及總氮沒有明顯的去除效果,而清淤能促進(jìn)底泥對總氮的吸附作用。
【圖文】：

圖 3.1 震蕩培養(yǎng)條件下不同菌株在 DM 反硝化培養(yǎng)基中的生長情況及對硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、總氮的去除情況Fig3.1 Growth situation and degradation of nitrate, nitrite and total nitrogen of different strains in DMdenitrification medium and in shaking incubation condition在震蕩即溶氧較高的條件下（圖 3.1），菌株 ADH1 生長良好，12 h 時 OD600即達(dá)到 0.76，DNF 生長較緩慢，72h 時 OD600才達(dá)到 0.56，而其它兩株菌幾乎未生長。菌株 ADH1 在 12 h 時對硝酸鹽的利用率達(dá)到 100%，24 h 時對總氮的降解率達(dá)到34.2%，在震蕩條件下，該菌轉(zhuǎn)化的硝酸鹽大部分用于菌體的生長，同時也表現(xiàn)出一定的反硝化能力，說明該菌株在溶氧較高的條件下也能進(jìn)行一定的反硝化作用。菌株 DNF 在 72 h 時對硝酸鹽的利用率也達(dá)到 91.1%，但對總氮沒有表現(xiàn)出明顯的降解效果。在該條件下，檢測到菌株 DNF 有少量的亞硝酸鹽的積累，而其它幾株菌未檢測到亞硝酸鹽的積累。

圖 3.2 靜置培養(yǎng)條件下不同菌株在 DM 反硝化培養(yǎng)基中的生長情況及對硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、總氮的去除情況Fig3.2 Growth situation and degradation of nitrate, nitrite and total nitrogen of different strains in DMdenitrification medium and in standing incubation condition在靜置即溶氧較低的條件下（圖 3.2），4 種菌株中只有假單胞菌 ADH1 表現(xiàn)出較好的反硝化性能，，該菌 12 h 時對硝酸鹽的利用率即達(dá)到 100%，24 h 時對總氮的降解率達(dá)到 82.4%，在靜置條件下該菌轉(zhuǎn)化的硝酸鹽大部分用于反硝化作用。從OD600數(shù)值可看出，菌株 ADH1 在 12 h 時 OD600達(dá)到 0.21，而其它幾株菌除了 DNF有較緩慢的生長趨勢外，均未良好生長。DM 反硝化培養(yǎng)基營養(yǎng)成分較簡單，硝酸鹽為唯一氮源，菌株 ADZ1 和 GC5 可能在硝酸鹽為唯一氮源的情況下難以生長，因此在該培養(yǎng)基中，這兩株菌株幾乎未生長，從而無法表現(xiàn)出反硝化性能。3.1.2 以添加硝酸鹽的 LB 培養(yǎng)基進(jìn)行篩選
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2551933