溶解性有機質(zhì)對城市河道內(nèi)源硫介入反硝化過程的影響研究
發(fā)布時間:2021-05-24 17:58
氮營養(yǎng)鹽的難以去除是當前城市河道治理過程亟待解決的問題。硫作為河道致黑致臭的重要元素,其對氮營養(yǎng)鹽削減的影響作用值得重視。另外,溶解性有機質(zhì)(DOM)作為沉積物的重要組成部分,不僅可以為微生物提供能源物質(zhì),同時也可作為泥水界面氮營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化的載體。DOM如何影響城市河道內(nèi)源硫介入反硝化的過程是一項值得探討的學術(shù)問題。據(jù)此,本論文在分析典型城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)賦存特征的基礎(chǔ)上,采用培養(yǎng)實驗方法先后探討了DOM對反硝化的影響以及DOM作用下不同硫形態(tài)對反硝化的影響,隨后通過河道模擬裝置研究了不同調(diào)控手段下氮、硫元素的交互作用,同時采用高通量測序方法解析城市河道氮、硫代謝相關(guān)的微生物作用機制,以期為強化城市河道氮營養(yǎng)鹽去除提供技術(shù)支撐。本論文主要研究結(jié)果如下:(1)通過對典型城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)(DOM)含量及賦存特征的研究,發(fā)現(xiàn)不同城市河道沉積物DOM含量及賦存形態(tài)存在較大差異。與大量外源人為污染輸入有關(guān)的工業(yè)河沉積物DOM含量較高(1868.51±45.31 mg/kg),而桃浦河與張涇河DOM含量接近(分別為500.51±49.20 mg/kg、631.20±40.62m...
【文章來源】:華東師范大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 河道反硝化過程研究進展
1.3 淡水沉積物溶解性有機質(zhì)賦存特征及其對反硝化的影響
1.3.1 淡水沉積物溶解性有機質(zhì)分布及其結(jié)構(gòu)特征
1.3.2 沉積物溶解性有機質(zhì)對反硝化的影響作用
1.4 河道內(nèi)源硫?qū)Ψ聪趸淖饔眉捌湮⑸餀C制
1.4.1 硫與反硝化的耦合研究進展
1.4.2 硫與反硝化的耦合過程中的關(guān)鍵微生物
1.5 溶解性有機質(zhì)作用下硫介入反硝化過程的作用機制
1.6 問題的提出與研究意義
1.7 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.7.1 研究內(nèi)容
1.7.2 技術(shù)路線
第二章 試驗材料與方法
2.1 研究對象
2.2 研究方法
2.2.1城市河道沉積物反硝化富集培養(yǎng)實驗
2.2.2 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)對反硝化的影響
2.2.3 DOM作用下不同硫形態(tài)對反硝化過程的影響研究
2.2.4 城市河道反硝化過程強化模擬研究及微生物機制
2.3 分析測試
2.3.1 理化指標
2.3.2 高通量測序
2.4 數(shù)理統(tǒng)計
第三章 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)特征及對反硝化影響
3.1 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)含量及其結(jié)構(gòu)特征
3.1.1 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)結(jié)構(gòu)特征
3.1.2 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)季節(jié)性結(jié)構(gòu)特征
3.2 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)對反硝化的影響
3.2.1 溶解性有機質(zhì)濃度對河道反硝化的影響
3.2.2 外加碳源協(xié)同溶解性有機質(zhì)對河道反硝化的影響
3.3 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)對反硝化影響的微生物機制
3.3.1 細菌菌群結(jié)構(gòu)分析
3.3.2 nirK型反硝化功能菌群結(jié)構(gòu)分析
3.3.3 異化硝酸鹽還原成銨功能菌群結(jié)構(gòu)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 沉積物溶解性有機質(zhì)作用下硫形態(tài)對反硝化的影響
4.1 沉積物溶解性有機質(zhì)作用下硫形態(tài)對反硝化的影響
4.1.1 硫化鈉對反硝化的影響
4.1.2 硫酸鈉對反硝化的影響
4.1.3 硫單質(zhì)對反硝化的影響
4.1.4 黃鐵礦對反硝化的影響
4.1.5 硫代硫酸鈉對反硝化的影響
4.2 溶解性有機質(zhì)協(xié)同乙酸鹽體系下不同硫形態(tài)對反硝化的影響
4.2.1 協(xié)同體系下硫化鈉對反硝化的影響
4.2.2 協(xié)同體系下硫酸鈉對反硝化的影響
4.2.3 協(xié)同體系下硫單質(zhì)對反硝化的影響
4.3 溶解性有機質(zhì)作用下微生物菌群的動態(tài)響應(yīng)
4.3.1 細菌菌群結(jié)構(gòu)分析
4.3.2 nirK型反硝化功能菌群結(jié)構(gòu)分析
4.3.3 異化硝酸鹽還原成銨功能菌群結(jié)構(gòu)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 城市河道反硝化作用強化模擬研究
5.1 不同強化調(diào)控措施對氮形態(tài)的影響
5.1.1 上覆水不同氮形態(tài)動態(tài)變化
5.1.2 間隙水不同氮形態(tài)動態(tài)變化
5.2 不同強化調(diào)控措施對硫形態(tài)的影響
5.2.1 上覆水SO_4~(2-)動態(tài)變化
5.2.2 間隙水SO_4~(2-)、底泥AVS動態(tài)變化
5.3 模擬強化調(diào)控下底泥脲酶活性的變化
5.4 沉積物微生物菌群對強化調(diào)控的響應(yīng)
5.4.1 細菌菌群結(jié)構(gòu)分析
5.4.2 nirK型反硝化功能微生物結(jié)構(gòu)分析
5.4.3 異化硝酸鹽還原成銨功能微生物結(jié)構(gòu)分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 研究結(jié)論
6.2 論文創(chuàng)新
6.3 研究展望
參考文獻
碩士期間研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]阿哈水庫DOM的分離及其對消毒副產(chǎn)物的貢獻[J]. 王志康,韓月,茍攀,尹海曉,王銘,周國永,蘭彬彬. 環(huán)境科學研究. 2018(06)
[2]波流式生態(tài)濾床氨氮去除效果及其微生物群落結(jié)構(gòu)分析[J]. 李廷梅,于魯冀,劉攀龍,程璐璐. 環(huán)境科學學報. 2017(10)
[3]市政污泥接種焦化廢水好氧降解能力及微生物群落演替的響應(yīng)分析[J]. 劉國新,吳海珍,孫勝利,胡肖怡,吳曉英,陳華勇,范一文,胡成生,韋朝海. 環(huán)境科學. 2017(09)
[4]東江流域主要支流溶解性有機質(zhì)污染特征初探[J]. 劉琦,江源,丁佼,侯兆疆,付嵐. 自然資源學報. 2016(07)
[5]海岸鹽沼濕地可培養(yǎng)硫酸鹽還原菌多樣性及其時空變化規(guī)律[J]. 公丕賢,幸穎,薛雅蓉,劉常宏. 江蘇農(nóng)業(yè)科學. 2016(04)
[6]Microbial Characterization of Denitrifying Sulfide Removal Sludge Using High-Throughput Amplicon Sequencing Method[J]. Ma Wenjuan,Liu Chunshuang,Zhao Dongfeng,Guo Yadong,Wang Aijie,Jia Kuili. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2015(04)
[7]反硝化細菌修復城市黑臭河道底泥實驗研究[J]. 涂瑋靈,胡湛波,梁益聰,陸暉,劉愷華,蔣哲. 環(huán)境工程. 2015(10)
[8]黑臭底泥硝酸鈣原位氧化的溫度影響及微生物群落結(jié)構(gòu)全過程分析[J]. 王霖,種云霄,余光偉,龍新憲. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2015(06)
[9]DC反應(yīng)器處理中藥廢水過程中出水的光譜分析[J]. 宿程遠,李偉光,王愷堯. 中國環(huán)境科學. 2015(04)
[10]焦化廢水生物出水溶解性有機物特性光譜表征[J]. 賀潤升,徐榮華,韋朝海. 環(huán)境化學. 2015(01)
博士論文
[1]中國邊緣海典型海域沉積物早期成巖過程中硫的循環(huán)[D]. 蒲曉強.中國科學院研究生院(海洋研究所) 2005
碩士論文
[1]異化硝酸鹽還原菌(DNRA)的環(huán)境分布及富集培養(yǎng)研究[D]. 卜翠娜.山東大學 2018
[2]城市黑臭河道內(nèi)源硫?qū)Φ叵鳒p過程的影響機制研究[D]. 朱瑾.華東師范大學 2018
[3]ABR反應(yīng)器處理苯胺黑藥廢水及其微生物種群結(jié)構(gòu)研究[D]. 程亞杰.廣東工業(yè)大學 2016
[4]電極強化人工濕地處理低碳氮比污水效果及機理研究[D]. 何媛.東華大學 2016
[5]天山一號冰川底部沉積層介導硫代謝細菌的多樣性研究[D]. 趙有婷.石河子大學 2015
[6]湖泊植物溶解有機質(zhì)結(jié)構(gòu)特征及其對沉積物磷吸附的影響研究[D]. 謝理.南京師范大學 2013
[7]湖泊沉積物溶解性有機質(zhì)特征變化研究[D]. 孟妍.西安工程大學 2011
[8]湖泊沉積物溶解性有機質(zhì)與有機氮特征研究[D]. 閆彩虹.湖南農(nóng)業(yè)大學 2011
[9]硫酸鹽還原與反硝化脫硫工藝耦合及碳氮硫去除效能研究[D]. 畢建培.哈爾濱工業(yè)大學 2009
本文編號:3204612
【文章來源】:華東師范大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 河道反硝化過程研究進展
1.3 淡水沉積物溶解性有機質(zhì)賦存特征及其對反硝化的影響
1.3.1 淡水沉積物溶解性有機質(zhì)分布及其結(jié)構(gòu)特征
1.3.2 沉積物溶解性有機質(zhì)對反硝化的影響作用
1.4 河道內(nèi)源硫?qū)Ψ聪趸淖饔眉捌湮⑸餀C制
1.4.1 硫與反硝化的耦合研究進展
1.4.2 硫與反硝化的耦合過程中的關(guān)鍵微生物
1.5 溶解性有機質(zhì)作用下硫介入反硝化過程的作用機制
1.6 問題的提出與研究意義
1.7 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.7.1 研究內(nèi)容
1.7.2 技術(shù)路線
第二章 試驗材料與方法
2.1 研究對象
2.2 研究方法
2.2.1城市河道沉積物反硝化富集培養(yǎng)實驗
2.2.2 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)對反硝化的影響
2.2.3 DOM作用下不同硫形態(tài)對反硝化過程的影響研究
2.2.4 城市河道反硝化過程強化模擬研究及微生物機制
2.3 分析測試
2.3.1 理化指標
2.3.2 高通量測序
2.4 數(shù)理統(tǒng)計
第三章 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)特征及對反硝化影響
3.1 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)含量及其結(jié)構(gòu)特征
3.1.1 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)結(jié)構(gòu)特征
3.1.2 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)季節(jié)性結(jié)構(gòu)特征
3.2 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)對反硝化的影響
3.2.1 溶解性有機質(zhì)濃度對河道反硝化的影響
3.2.2 外加碳源協(xié)同溶解性有機質(zhì)對河道反硝化的影響
3.3 城市河道沉積物溶解性有機質(zhì)對反硝化影響的微生物機制
3.3.1 細菌菌群結(jié)構(gòu)分析
3.3.2 nirK型反硝化功能菌群結(jié)構(gòu)分析
3.3.3 異化硝酸鹽還原成銨功能菌群結(jié)構(gòu)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 沉積物溶解性有機質(zhì)作用下硫形態(tài)對反硝化的影響
4.1 沉積物溶解性有機質(zhì)作用下硫形態(tài)對反硝化的影響
4.1.1 硫化鈉對反硝化的影響
4.1.2 硫酸鈉對反硝化的影響
4.1.3 硫單質(zhì)對反硝化的影響
4.1.4 黃鐵礦對反硝化的影響
4.1.5 硫代硫酸鈉對反硝化的影響
4.2 溶解性有機質(zhì)協(xié)同乙酸鹽體系下不同硫形態(tài)對反硝化的影響
4.2.1 協(xié)同體系下硫化鈉對反硝化的影響
4.2.2 協(xié)同體系下硫酸鈉對反硝化的影響
4.2.3 協(xié)同體系下硫單質(zhì)對反硝化的影響
4.3 溶解性有機質(zhì)作用下微生物菌群的動態(tài)響應(yīng)
4.3.1 細菌菌群結(jié)構(gòu)分析
4.3.2 nirK型反硝化功能菌群結(jié)構(gòu)分析
4.3.3 異化硝酸鹽還原成銨功能菌群結(jié)構(gòu)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 城市河道反硝化作用強化模擬研究
5.1 不同強化調(diào)控措施對氮形態(tài)的影響
5.1.1 上覆水不同氮形態(tài)動態(tài)變化
5.1.2 間隙水不同氮形態(tài)動態(tài)變化
5.2 不同強化調(diào)控措施對硫形態(tài)的影響
5.2.1 上覆水SO_4~(2-)動態(tài)變化
5.2.2 間隙水SO_4~(2-)、底泥AVS動態(tài)變化
5.3 模擬強化調(diào)控下底泥脲酶活性的變化
5.4 沉積物微生物菌群對強化調(diào)控的響應(yīng)
5.4.1 細菌菌群結(jié)構(gòu)分析
5.4.2 nirK型反硝化功能微生物結(jié)構(gòu)分析
5.4.3 異化硝酸鹽還原成銨功能微生物結(jié)構(gòu)分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 研究結(jié)論
6.2 論文創(chuàng)新
6.3 研究展望
參考文獻
碩士期間研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]阿哈水庫DOM的分離及其對消毒副產(chǎn)物的貢獻[J]. 王志康,韓月,茍攀,尹海曉,王銘,周國永,蘭彬彬. 環(huán)境科學研究. 2018(06)
[2]波流式生態(tài)濾床氨氮去除效果及其微生物群落結(jié)構(gòu)分析[J]. 李廷梅,于魯冀,劉攀龍,程璐璐. 環(huán)境科學學報. 2017(10)
[3]市政污泥接種焦化廢水好氧降解能力及微生物群落演替的響應(yīng)分析[J]. 劉國新,吳海珍,孫勝利,胡肖怡,吳曉英,陳華勇,范一文,胡成生,韋朝海. 環(huán)境科學. 2017(09)
[4]東江流域主要支流溶解性有機質(zhì)污染特征初探[J]. 劉琦,江源,丁佼,侯兆疆,付嵐. 自然資源學報. 2016(07)
[5]海岸鹽沼濕地可培養(yǎng)硫酸鹽還原菌多樣性及其時空變化規(guī)律[J]. 公丕賢,幸穎,薛雅蓉,劉常宏. 江蘇農(nóng)業(yè)科學. 2016(04)
[6]Microbial Characterization of Denitrifying Sulfide Removal Sludge Using High-Throughput Amplicon Sequencing Method[J]. Ma Wenjuan,Liu Chunshuang,Zhao Dongfeng,Guo Yadong,Wang Aijie,Jia Kuili. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2015(04)
[7]反硝化細菌修復城市黑臭河道底泥實驗研究[J]. 涂瑋靈,胡湛波,梁益聰,陸暉,劉愷華,蔣哲. 環(huán)境工程. 2015(10)
[8]黑臭底泥硝酸鈣原位氧化的溫度影響及微生物群落結(jié)構(gòu)全過程分析[J]. 王霖,種云霄,余光偉,龍新憲. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2015(06)
[9]DC反應(yīng)器處理中藥廢水過程中出水的光譜分析[J]. 宿程遠,李偉光,王愷堯. 中國環(huán)境科學. 2015(04)
[10]焦化廢水生物出水溶解性有機物特性光譜表征[J]. 賀潤升,徐榮華,韋朝海. 環(huán)境化學. 2015(01)
博士論文
[1]中國邊緣海典型海域沉積物早期成巖過程中硫的循環(huán)[D]. 蒲曉強.中國科學院研究生院(海洋研究所) 2005
碩士論文
[1]異化硝酸鹽還原菌(DNRA)的環(huán)境分布及富集培養(yǎng)研究[D]. 卜翠娜.山東大學 2018
[2]城市黑臭河道內(nèi)源硫?qū)Φ叵鳒p過程的影響機制研究[D]. 朱瑾.華東師范大學 2018
[3]ABR反應(yīng)器處理苯胺黑藥廢水及其微生物種群結(jié)構(gòu)研究[D]. 程亞杰.廣東工業(yè)大學 2016
[4]電極強化人工濕地處理低碳氮比污水效果及機理研究[D]. 何媛.東華大學 2016
[5]天山一號冰川底部沉積層介導硫代謝細菌的多樣性研究[D]. 趙有婷.石河子大學 2015
[6]湖泊植物溶解有機質(zhì)結(jié)構(gòu)特征及其對沉積物磷吸附的影響研究[D]. 謝理.南京師范大學 2013
[7]湖泊沉積物溶解性有機質(zhì)特征變化研究[D]. 孟妍.西安工程大學 2011
[8]湖泊沉積物溶解性有機質(zhì)與有機氮特征研究[D]. 閆彩虹.湖南農(nóng)業(yè)大學 2011
[9]硫酸鹽還原與反硝化脫硫工藝耦合及碳氮硫去除效能研究[D]. 畢建培.哈爾濱工業(yè)大學 2009
本文編號:3204612
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