為探究不同增氧方式對水芹菜-微生物聯合作用處理養(yǎng)殖廢水消化液及微生物群落結構變化的影響,設置循環(huán)和曝氣兩組試驗,以靜置處理作為對照,共運行35 d,間隔7 d取樣,測定常規(guī)水質指標,在試驗開始和結束時分別測定水芹菜生長情況,并采用高通量測序技術對微生物群落結構進行分析。結果顯示,經過35 d的處理,靜置組、曝氣組和循環(huán)組的DO（溶解氧）分別達到0.60、10.38 mg·L^-1和10.85 mg·L^-1;靜置培養(yǎng)的水芹菜長勢最好,相對生長速率為0.03 g·g^-1·d^-1;三種處理方式對水質的凈化效果差異顯著,循環(huán)組的水質凈化效果最好,COD（化學需氧量）、NH₃-N（氨氮）和TN（總氮）的去除率分別達89.89%、69.40%和77.65%;黃桿菌屬（Flavobacterium）的相對豐度從43.21%下降到0.16%,克里斯滕森菌屬（Christensenellaceae）和瘤胃球菌屬（Ruminococcaceae）的相對豐度則大幅增加。水芹菜在冬季于養(yǎng)殖廢水消化液中可... 

【文章來源】：農業(yè)資源與環(huán)境學報. 2020,37(05)北大核心

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【部分圖文】：

試驗裝置示意圖

三種處理方式對COD的去除效果明顯，同一階段各處理組間差異顯著（P<0.05），處理方式和處理時間及兩者的交互作用對COD均有影響。前期COD的去除以植物根系過濾、吸附和沉積作用為主。由于曝氣組和循環(huán)組的水體處于流動狀態(tài)，使有機物的沉淀效果變差，前7 d，靜置組中COD的去除率為16.16%，高于曝氣組（8.12%）和循環(huán)組（4.90%）。第14～35 d，循環(huán)組和曝氣組對COD的去除率高于靜置組，這是由于溶解氧（DO）的增加有助于異養(yǎng)微生物的代謝，從而提高了COD的去除率[15]。經過35 d的處理，循環(huán)組對COD的去除率為89.89%，出水COD濃度為40.20 mg·L-1。氮素的去除過程中，同一階段各處理組間差異顯著（P<0.05），處理方式和處理時間及兩者的交互作用對NH3-N均有影響。前7 d，三種處理方式對氮素均有較好的去除效果，這是由于試驗前期植物處于快速營養(yǎng)生長階段，對氮素的吸收利用較快，其中循環(huán)組的NH3-N和TN去除速率最高，分別為3.04 mg·L-1·d-1和7.67 mg·L-1·d-1。7～21 d，循環(huán)組中氮素去除速率降低，靜置組與曝氣組中氮素濃度的升高，可能與試驗前期被根系截濾的氮素重新釋放到水體有關[16]。經過35 d的處理，循環(huán)組對NH3-N和TN的去除率分別為69.40%和77.65%。

從門的生物學分類水平對樣本進行分析，如圖3A所示，處理前，水體中的優(yōu)勢菌門為擬桿菌門（Bacteroidetes)(51.04%），其次為變形菌門（Proteobacteria)(26.62%）和放線菌門（Actinobacteria)(13.99%），其他少量微生物為厚壁菌門（Firmicutes)(5.24%）。經過35 d的處理，水體優(yōu)勢菌門類發(fā)生明顯變化。原本優(yōu)勢度很低的厚壁菌門在三種處理方式中均成為優(yōu)勢菌門，在靜置組、循環(huán)組和曝氣組中的占比分別為40.02%、42.16%和43.28%。為揭示不同處理方式中發(fā)揮作用的功能菌屬，選取相對豐度前10的菌屬進行分析，如圖3B所示。在試驗開始前，黃桿菌屬（Flavobacterium）的相對豐度為43.19%，為優(yōu)勢菌屬，其次為壤霉菌屬（Agromyces)(6.26%）、消化球菌屬（Terrisporobacter)(2.49%）和地桿菌屬（Pedobacter)(2.48%）。經過35 d的處理，循環(huán)組和曝氣組的優(yōu)勢菌屬為克里斯滕森菌屬（Christensenellaceae），相對豐度分別為6.96%和7.64%。靜置組中，瘤胃球菌屬（Ruminococcaceae)(6.10%）成為優(yōu)勢菌屬。本試驗中的優(yōu)勢菌屬與其他學者的研究存在差異。王青璐等[23]研究表明，污水類型和溫度是影響微生物群落結構的主要因素。本試驗中的克里斯滕森菌和瘤胃球菌屬是典型的腸道微生物，這與試驗所用的污水來源符合。另外溫度也會影響微生物群落結構的變化，溫度降低導致膜的流動性變差，從而抑制微生物對營養(yǎng)物質的吸收和代謝產物的排除。本試驗時段的環(huán)境溫度為5～18℃，此時中溫菌的活性受到抑制，而低溫微生物仍具有降解鹽類、有機物、表面活性劑等污染物的能力[24]。在廢水處理中，常見的低溫菌主要為擬桿菌門、厚壁菌門和變形菌門。這與本試驗所處的低溫環(huán)境所得到的優(yōu)勢微生物門類相符。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3506038