人工濕地碳氮硫循環(huán)轉(zhuǎn)化耦合機(jī)制初步研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-13 10:59
以九龍坡區(qū)白市驛鎮(zhèn)花卉園清河片區(qū)污水處理廠側(cè)向潛流濕地污泥作為反應(yīng)生物基質(zhì),采用人工配水研究不同底物濃度對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)中各微生物、生化反應(yīng)以及物質(zhì)轉(zhuǎn)化的影響;利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)濕地內(nèi)微生物進(jìn)行微生物多樣性分析,在微生物層面對(duì)涉及C、N、S元素轉(zhuǎn)化的細(xì)菌進(jìn)行分析和研究;同時(shí)對(duì)濕地中硫自養(yǎng)反硝化潛力進(jìn)行測(cè)試,得出以下主要結(jié)論:(1)微生物多樣性分析結(jié)果表明:在本課題研究中取樣區(qū)域內(nèi)異養(yǎng)反硝化菌相對(duì)豐度最高,為6.2-11.9%;硫氧化菌(1.03-3.85%)、氨氧化菌(0.49-1.66%)、好氧硝化菌(0.99-4.18%)次之,硫酸鹽還原菌、自養(yǎng)反硝化菌以及厭氧氨氧化(anammox)相對(duì)豐度不足2%,濕地中還存在少量同時(shí)硝化反硝化菌、硝酸鹽異化還原為氨(DNRA)菌、甲烷氧化菌,但未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)甲烷菌。(2)從底物濃度變化、總有機(jī)碳(TOC)消耗量與脫氮量相關(guān)性分析以及微生物多樣性分析可知反應(yīng)體系中較為顯著的反應(yīng)有:異養(yǎng)反硝化、硫酸鹽還原、硫自養(yǎng)反硝化、厭氧氨氧化,且證明反硝化為反應(yīng)體系中主導(dǎo)反應(yīng),其TOC消耗量與脫氮量相關(guān)性良好,最高可達(dá)0.98(p<0.05)。(3)異養(yǎng)反硝化與...
【文章來(lái)源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
人工濕地碳循環(huán)轉(zhuǎn)化途徑Fig1.1Mainknowncarbontransformationprocessesinconstructedwetlands
圖 1.2 人工濕地氮循環(huán)轉(zhuǎn)化途徑Main known nitrogen transformation processes in constr。人工濕地中進(jìn)水中氮元素以氨氮形式居多用 中 主 要 涉 及 的 微 生 物 有 化 能 自 養(yǎng)ing bacteria,AOB)以及氨氧化古菌(Ammonia好氧條件下將 NH3氧化為 NO2-,早期研究將 ANitrosomonas)、亞硝化球菌屬(Nitrosococcu硝化弧菌屬(Nitrosovibrio)、亞硝化葉菌屬(分為 β-和 γ-Proteobacteria 兩個(gè)亞綱。AOB xygenase, AMO)可以將 NH3氧化為 NH2OH應(yīng)過(guò)程中需要還原劑 NH3以及 2 個(gè)電子。還e c)調(diào)節(jié)[60],電子則由后一步反應(yīng)提供,即在羥 AOB 不同,AOA 具有豐富的生物多樣性,不似的[63],以生存環(huán)境溫度來(lái)劃分,又可將 AO
硫循環(huán)工濕地中硫元素存在形式較多,比如單質(zhì)硫(元素硫)、硫化物、硫鹽、硫代硫酸鹽、有機(jī)硫等。涉及微生物范圍廣、種類多,根據(jù)氧將其分為硫氧化、硫還原和硫歧化反應(yīng)。氧化。硫的還原態(tài)范圍廣,中間價(jià)態(tài)物質(zhì)多,因此硫氧化反應(yīng)底物學(xué)氧化以外,人工濕地中微生物參與的硫氧化是最主要的途徑,其雜(圖 1.3)。硫化氫氧化過(guò)程涉及硫化氫氧化酶主要為醌氧化還原酶(vocytochrome c 硫化氫脫氫酶(FCSD)[110-111];硫單質(zhì)氧化主要是由反化完成[112];硫代硫酸鹽的氧化有連四硫酸途徑(S4I)以及無(wú)中間產(chǎn)acoccus 硫氧化途徑(PSO)兩種途徑,涉及硫代硫酸鹽脫氫酶、連四亞硫酸脫氫酶和 Sox 酶系統(tǒng)等多種酶[113-115]。在硫的氧化過(guò)程中,好厭氧光合細(xì)菌和古菌均可利用從電子傳遞鏈中獲得的能量或者光能物質(zhì),同時(shí)固定 CO2。其中,硫氧化細(xì)菌可大致分為無(wú)色硫細(xì)菌、紫色硫細(xì)菌和紫色非硫細(xì)菌四種[116]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]原核微生物的硫功能菌[J]. 萬(wàn)云洋,趙國(guó)屏. 微生物學(xué)通報(bào). 2017(06)
[2]土壤酸桿菌門細(xì)菌生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展[J]. 王光華,劉俊杰,于鎮(zhèn)華,王新珍,金劍,劉曉冰. 生物技術(shù)通報(bào). 2016(02)
[3]細(xì)菌硝酸鹽異化還原成銨過(guò)程及其在河口生態(tài)系統(tǒng)中的潛在地位與影響[J]. 陶怡樂(lè),溫東輝. 微生物學(xué)通報(bào). 2016(01)
[4]硝態(tài)氮還原型厭氧甲烷氧化的研究進(jìn)展及展望[J]. 耿丹丹,盧培利,李微薇,張代鈞. 微生物學(xué)通報(bào). 2015(02)
[5]產(chǎn)甲烷微生物研究概況[J]. 李煜珊,李耀明,歐陽(yáng)志云. 環(huán)境科學(xué). 2014(05)
[6]硫自養(yǎng)反硝化強(qiáng)化垂直流人工濕地脫氮性能研究[J]. 劉佃娜,何圣兵,周偉麗,陳雪初. 中國(guó)給水排水. 2014(03)
[7]厭氧氨氧化菌的生物特性及CANON厭氧氨氧化工藝[J]. 王亞宜,黎力,馬驍,林喜茂,潘綿立,戴曉虎. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[8]好氧甲烷氧化菌生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展[J]. 贠娟莉,王艷芬,張洪勛. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(21)
[9]人工濕地在應(yīng)用中存在的問(wèn)題及解決措施[J]. 黃錦樓,陳琴,許連煌. 環(huán)境科學(xué). 2013(01)
[10]叢毛單胞菌在環(huán)境污染物降解方面的研究進(jìn)展[J]. 趙燕,薛林貴,李琳,張紅光. 微生物學(xué)通報(bào). 2012(10)
博士論文
[1]硫氧化菌群落結(jié)構(gòu)分析及其特性研究[D]. 羅劍飛.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3281934
【文章來(lái)源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
人工濕地碳循環(huán)轉(zhuǎn)化途徑Fig1.1Mainknowncarbontransformationprocessesinconstructedwetlands
圖 1.2 人工濕地氮循環(huán)轉(zhuǎn)化途徑Main known nitrogen transformation processes in constr。人工濕地中進(jìn)水中氮元素以氨氮形式居多用 中 主 要 涉 及 的 微 生 物 有 化 能 自 養(yǎng)ing bacteria,AOB)以及氨氧化古菌(Ammonia好氧條件下將 NH3氧化為 NO2-,早期研究將 ANitrosomonas)、亞硝化球菌屬(Nitrosococcu硝化弧菌屬(Nitrosovibrio)、亞硝化葉菌屬(分為 β-和 γ-Proteobacteria 兩個(gè)亞綱。AOB xygenase, AMO)可以將 NH3氧化為 NH2OH應(yīng)過(guò)程中需要還原劑 NH3以及 2 個(gè)電子。還e c)調(diào)節(jié)[60],電子則由后一步反應(yīng)提供,即在羥 AOB 不同,AOA 具有豐富的生物多樣性,不似的[63],以生存環(huán)境溫度來(lái)劃分,又可將 AO
硫循環(huán)工濕地中硫元素存在形式較多,比如單質(zhì)硫(元素硫)、硫化物、硫鹽、硫代硫酸鹽、有機(jī)硫等。涉及微生物范圍廣、種類多,根據(jù)氧將其分為硫氧化、硫還原和硫歧化反應(yīng)。氧化。硫的還原態(tài)范圍廣,中間價(jià)態(tài)物質(zhì)多,因此硫氧化反應(yīng)底物學(xué)氧化以外,人工濕地中微生物參與的硫氧化是最主要的途徑,其雜(圖 1.3)。硫化氫氧化過(guò)程涉及硫化氫氧化酶主要為醌氧化還原酶(vocytochrome c 硫化氫脫氫酶(FCSD)[110-111];硫單質(zhì)氧化主要是由反化完成[112];硫代硫酸鹽的氧化有連四硫酸途徑(S4I)以及無(wú)中間產(chǎn)acoccus 硫氧化途徑(PSO)兩種途徑,涉及硫代硫酸鹽脫氫酶、連四亞硫酸脫氫酶和 Sox 酶系統(tǒng)等多種酶[113-115]。在硫的氧化過(guò)程中,好厭氧光合細(xì)菌和古菌均可利用從電子傳遞鏈中獲得的能量或者光能物質(zhì),同時(shí)固定 CO2。其中,硫氧化細(xì)菌可大致分為無(wú)色硫細(xì)菌、紫色硫細(xì)菌和紫色非硫細(xì)菌四種[116]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]原核微生物的硫功能菌[J]. 萬(wàn)云洋,趙國(guó)屏. 微生物學(xué)通報(bào). 2017(06)
[2]土壤酸桿菌門細(xì)菌生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展[J]. 王光華,劉俊杰,于鎮(zhèn)華,王新珍,金劍,劉曉冰. 生物技術(shù)通報(bào). 2016(02)
[3]細(xì)菌硝酸鹽異化還原成銨過(guò)程及其在河口生態(tài)系統(tǒng)中的潛在地位與影響[J]. 陶怡樂(lè),溫東輝. 微生物學(xué)通報(bào). 2016(01)
[4]硝態(tài)氮還原型厭氧甲烷氧化的研究進(jìn)展及展望[J]. 耿丹丹,盧培利,李微薇,張代鈞. 微生物學(xué)通報(bào). 2015(02)
[5]產(chǎn)甲烷微生物研究概況[J]. 李煜珊,李耀明,歐陽(yáng)志云. 環(huán)境科學(xué). 2014(05)
[6]硫自養(yǎng)反硝化強(qiáng)化垂直流人工濕地脫氮性能研究[J]. 劉佃娜,何圣兵,周偉麗,陳雪初. 中國(guó)給水排水. 2014(03)
[7]厭氧氨氧化菌的生物特性及CANON厭氧氨氧化工藝[J]. 王亞宜,黎力,馬驍,林喜茂,潘綿立,戴曉虎. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[8]好氧甲烷氧化菌生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展[J]. 贠娟莉,王艷芬,張洪勛. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(21)
[9]人工濕地在應(yīng)用中存在的問(wèn)題及解決措施[J]. 黃錦樓,陳琴,許連煌. 環(huán)境科學(xué). 2013(01)
[10]叢毛單胞菌在環(huán)境污染物降解方面的研究進(jìn)展[J]. 趙燕,薛林貴,李琳,張紅光. 微生物學(xué)通報(bào). 2012(10)
博士論文
[1]硫氧化菌群落結(jié)構(gòu)分析及其特性研究[D]. 羅劍飛.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3281934
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