本文關(guān)鍵詞：藍(lán)藻秸稈厭氧產(chǎn)沼氣及其微生物群落結(jié)構(gòu)分析

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【摘要】：安徽省作為農(nóng)業(yè)大省,每年都有大量的秸稈產(chǎn)生。眾所周知,秸稈的焚燒會產(chǎn)生有害氣體和大量的顆粒物煙塵,嚴(yán)重威脅著人們的日常生活。巢湖是中國第五大淡水湖,近年來富營養(yǎng)化嚴(yán)重,藍(lán)藻暴發(fā)成為環(huán)境問題。秸稈作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn)品是一種容易獲取的生物能源,藍(lán)藻含豐富的有機(jī)質(zhì),也是一種生物質(zhì)資源。因此如何把秸稈和藍(lán)藻有效地轉(zhuǎn)化為清潔能源對于環(huán)境和能源有重大的影響。厭氧發(fā)酵可以使秸稈和藍(lán)藻轉(zhuǎn)化為清潔能源,產(chǎn)生的沼氣可發(fā)電或者直接燃燒加以利用,既保護(hù)了環(huán)境也使資源得到了利用。厭氧發(fā)酵過程需要不同階段的微生物相互協(xié)作完成,因此沼氣發(fā)酵過程中的微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的解析已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。分子生物學(xué)技術(shù)在微生物鑒定方面的應(yīng)用,可以研究微生物在厭氧發(fā)酵過程中物種變化情況。本文采用實(shí)驗(yàn)室自制秸稈藍(lán)藻混合厭氧反應(yīng)裝置進(jìn)行沼氣發(fā)酵實(shí)驗(yàn),比較經(jīng)過預(yù)處理后的秸稈與未經(jīng)預(yù)處理的秸稈在混合產(chǎn)氣過程中產(chǎn)氣效果的差異。結(jié)果表明：秸稈經(jīng)過6%NaOH預(yù)處理后的產(chǎn)氣效果要略好于對照組。秸稈預(yù)處理后的發(fā)酵裝置啟動迅速,第二天就達(dá)到日產(chǎn)氣量高峰,峰值為600 mL,對照組日產(chǎn)氣量峰值為406mL。預(yù)處理組甲烷含量最高可達(dá)65%,高于對照組的55%。本文利用16S rRNA基因克隆文庫的方法,對秸稈藍(lán)藻混合厭氧發(fā)酵過程中不同產(chǎn)氣階段的細(xì)菌和古菌進(jìn)行多樣性研究。分別采集產(chǎn)氣初始期、產(chǎn)氣高峰期和產(chǎn)氣終止期的厭氧發(fā)酵液,利用16S rRNA基因克隆文庫的方法,分別構(gòu)建細(xì)菌和古菌的克隆文庫,共6個(gè),對不同產(chǎn)氣階段的細(xì)菌和古菌進(jìn)行分類,以此找出各階段的優(yōu)勢種群。主要結(jié)論有兩點(diǎn)：第一,秸稈藍(lán)藻混合厭氧發(fā)酵系統(tǒng)含有六個(gè)門的細(xì)菌,分別為：Firmicutes(厚壁菌門)、Proteobacteria(變形菌門)、Bacteroidetes(擬桿菌)、Chloroflexi(綠彎菌門)、Spirochaetes(螺旋體門)、Ignavibacteriae(綠菌門)。不同發(fā)酵過程的優(yōu)勢菌所屬門不同：產(chǎn)氣初始期細(xì)菌群中豐度最大的種群屬于變形菌門,占該階段總細(xì)菌種群數(shù)目的30.6%,產(chǎn)氣高峰期細(xì)菌群中豐度最大的種群屬于擬桿菌門,占細(xì)菌種群數(shù)目的27.6%,產(chǎn)氣終止期細(xì)菌群中豐度最大的種群屬于變形菌門占細(xì)菌種群數(shù)目的24.4%。第二,秸稈藍(lán)藻混合厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中,古菌均屬于Euryarchaeota(廣古菌門),分別為Methanomicrobia (甲烷微菌綱)、Methanobacteria(甲烷桿菌綱)和Thermoplasmata(熱原體綱)。按屬可分為其中包括Methanoregula、 Methanobacterium (甲烷桿菌屬)、Methanosphaerula(甲烷微菌屬)Methanosarcina (甲烷八疊球菌屬)、Methanosaeta(甲烷鬃菌屬)、Methanolinea(甲烷繩菌屬)、Methanomassiliicoccus (馬氏甲烷球菌科)與Methanospirillum(甲烷螺菌屬)、Methanobacteria(甲烷桿菌科)。其中,Methanoregula和甲烷八疊球菌屬占絕對優(yōu)勢。不同古菌在發(fā)酵過程中的變化趨勢不同：甲烷微菌先升后降,甲烷桿菌在發(fā)酵開始后迅速下降至消失,熱原體菌只出現(xiàn)在發(fā)酵終止期。
【關(guān)鍵詞】：秸稈 藍(lán)藻 混合發(fā)酵 微生物群落 克隆文庫
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S216.4;X712
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 秸稈的產(chǎn)生及資源化利用9-10
• 1.1.2 巢湖藍(lán)藻資源化利用情況10
• 1.1.3 厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣技術(shù)10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展11-17
• 1.2.1 國內(nèi)外秸稈藍(lán)藻厭氧發(fā)酵研究進(jìn)展11
• 1.2.2 秸稈預(yù)處理方法11-13
• 1.2.3 厭氧消化過程13
• 1.2.4 秸稈藍(lán)藻產(chǎn)氣過程中微生物群落研究方法13-17
• 1.3 研究目的與意義17-18
• 1.4 論文研究內(nèi)容、技術(shù)路線及創(chuàng)新點(diǎn)18-21
• 1.4.1 研究內(nèi)容18-19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-20
• 1.4.3 創(chuàng)新與特色之處20-21
• 第二章 預(yù)處理的秸稈與藍(lán)藻混合厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)21-27
• 2.1 材料和方法21-24
• 2.1.1 發(fā)酵原料21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置21-22
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器與分析方法22-23
• 2.1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)23-24
• 2.2 結(jié)果與討論24-25
• 2.2.1 日產(chǎn)氣量24-25
• 2.2.2 甲烷含量25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第三章 秸稈藍(lán)藻發(fā)酵不同產(chǎn)氣階段細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)分析27-44
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料27-30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法30-35
• 3.2.1 基因組DNA提取30-31
• 3.2.2 克隆文庫構(gòu)建31-35
• 3.3 結(jié)果與討論35-42
• 3.3.1 基因組DNA提取結(jié)果35-36
• 3.3.2 克隆文庫構(gòu)建36-38
• 3.3.3 測序結(jié)果38-41
• 3.3.4 討論41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 秸稈藍(lán)藻發(fā)酵不同產(chǎn)氣階段古菌的群落結(jié)構(gòu)分析44-53
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料44
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法44-45
• 4.2.1 基因組DNA提取44
• 4.2.2 克隆文庫構(gòu)建44-45
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析45-51
• 4.3.1 克隆文庫構(gòu)建45-47
• 4.3.2 測序結(jié)果47-49
• 4.3.3 討論49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第五章 結(jié)論與展望53-55
• 5.1 本研究的主要結(jié)論53-54
• 5.2 展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-63
• 致謝63-65
• 附錄65

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程海鷹;孫珊珊;梁建春;汪娟娟;羅一菁;魏利;張忠智;;油藏微生物群落結(jié)構(gòu)的分子分析[J];化學(xué)與生物工程;2008年09期

2 于皓;王愛杰;陳川;;反硝化脫硫工藝中微生物群落結(jié)構(gòu)及動態(tài)分析[J];環(huán)境科學(xué);2013年03期

3 彭芳芳;羅學(xué)剛;王麗超;趙魯雪;;鈾尾礦周邊污染土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與功能研究[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2013年11期

4 朱嵬;張e，

本文編號：1091925