厭氧消化對畜禽糞便中抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）具有削減作用,有助于降低其造成的環(huán)境污染及生態(tài)風險。工藝參數(shù)是影響厭氧消化系統(tǒng)的重要因素,為研究工藝參數(shù)對牛糞厭氧消化系統(tǒng)中ARGs豐度和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響,本研究開展了溫度、攪拌和固含率3種工藝參數(shù)下的厭氧消化試驗,分析了厭氧消化理化特征、ARGs豐度、可移動遺傳元件（Mobile genetic elements,MGEs）豐度和微生物群落結(jié)構(gòu),探究理化因子、ARGs、MGEs和微生物群落間的相互關(guān)系,揭示厭氧消化過程中不同工藝參數(shù)條件下影響ARGs豐度變化的關(guān)鍵因素。研究的主要結(jié)果和結(jié)論如下:（1）高溫厭氧消化較中溫反應(yīng)時間縮短了15天,總產(chǎn)氣量和總產(chǎn)甲烷量分別增加13.92%和16.86%;SCOD濃度升高了47.49%,氨氮濃度降低了5.64%;ARGs的絕對豐度降低了0.75 log;擬桿菌門豐度從40.26%降低至1.24%,螺旋體門豐度從15.42%降低至2.26%,厚壁菌門豐度從33.40%升高至86.58%。（2）中溫厭氧消化下,攪拌使總產(chǎn)氣量和總產(chǎn)甲烷量分別增加... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古大學內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

內(nèi)蒙古大學碩士論文13圖3.1不同溫度厭氧消化過程中產(chǎn)氣變化（A：產(chǎn)氣速率；B：總產(chǎn)氣量；C：產(chǎn)甲烷速率；D：總產(chǎn)甲烷量,m-AD代表中溫厭氧消化，t-AD代表高溫厭氧消化）Fig.3.1Changesofbiogasproductionduringanaerobicdigestionatdifferenttemperatures(A:biogasproductionrate;B:totalbiogasproduction;C:methaneproductionrate;D:totalmethaneproduction,m-ADrepresentsmesophilicanaerobicdigestion,andt-ADrepresentsthermophilicanaerobicdigestion)厭氧消化前后的理化參數(shù)變化如表3.1所示�？偣腆w含量和SCOD可間接反映厭氧消化系統(tǒng)中有機物的變化情況[48]。經(jīng)35°C和55°C消化后，總固體含量分別為6.25%和7.08%，證明中溫條件下有機物利用率顯著（P<0.05）高于高溫條件。35°C和55°C條件下SCOD的去除率分別為63.17%和45.68%，進一步證實了中溫條件下有機物利用率更高。微生物利用有機物產(chǎn)酸是厭氧消化的第二階段[49]，中溫厭氧消化后的總揮發(fā)酸濃度與高溫厭氧消化后的無顯著差異，原因可能是一些微生物將有機物轉(zhuǎn)化為不能被產(chǎn)甲烷菌所利用的酸類物質(zhì)[50]。35°C消化后的pH值為6.50，顯著（P<0.05）低于55°C消化后的6.66，證明中溫消化比高溫消化的酸累積量更多。氨氮是厭氧消化系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標之一[51]。初始總氨氮濃度為531.55mg/L，35°C和55°C厭氧消化結(jié)束后分別升高為918.06mg/L

內(nèi)蒙古大學碩士論文16圖3.2厭氧消化前后ARGs絕對豐度變化（m-AD代表中溫厭氧消化，t-AD代表高溫厭氧消化）Fig.3.2ChangesofARGsabsoluteabundancesbeforeandafteranaerobicdigestion(m-ADrepresentsmesophilicanaerobicdigestion,andt-ADrepresentsthermophilicanaerobicdigestion)3.2.2溫度對ARGs相對豐度變化的影響相對豐度是指基因拷貝數(shù)與16SrRNA拷貝數(shù)的比值，能反映細菌種群中含有該基因的細菌所占的比例，與細菌群落有關(guān)[54]。不同溫度厭氧消化ARGs相對豐度的變化如圖3.3所示，與絕對豐度的變化一致，所有檢測到的ARGs的相對豐度在厭氧消化結(jié)束后均降低。在初始牛糞中，ARGs的相對豐度為1.98×10-1copies/16Scopies，tetQ的相對豐度最高為1.63×10-1copies/16Scopies，占相對豐度的81.68%，原因可能是初始牛糞中攜帶tetQ的抗性菌在總抗性菌中占主導地位[55]。35°C和55°C厭氧消化結(jié)束后ARGs的相對豐度分別降低至2.14×10-2copies/16Scopies和1.78×10-1copies/16Scopies。


本文編號：3136489