鹽脅迫下好氧顆粒污泥微生物種群變化及生態(tài)響應(yīng)機制.pdf

1、好氧顆粒污泥(Aerobic GranularSludge，AGS)是微生物一種特殊形式的固定化，具有密實的結(jié)構(gòu)、良好的沉降性能、較強的生物協(xié)作性、對污染物去除效果良好等優(yōu)點。利用好氧顆粒污泥處理高鹽有機廢水如今已成為國內(nèi)外學者研究的熱門方向，所以研究鹽脅迫下好氧顆粒污泥微生物種群結(jié)構(gòu)變化及其生態(tài)響應(yīng)機制對今后高鹽有機廢水的處理有重大意義。本實驗所用反應(yīng)器為序批式間歇反應(yīng)器(Sequencing Batch Reactor，SBR)，利

2、用人工模擬含鹽有機廢水（鹽濃度以NaCl計）脅迫好氧顆粒污泥，考究好氧顆粒污泥相關(guān)性狀變化以及污染物去除效果變化，利用變性梯度凝膠電泳(DGGE)研究鹽脅迫下好氧顆粒污泥微生物種群結(jié)構(gòu)變化，應(yīng)用原子吸收光譜(AAS)考察好氧顆粒污泥微生物體內(nèi)Na+、K+、Ca2+含量變化進行耐鹽分析，并通過雙向電泳(2-DE)和質(zhì)譜(MS)技術(shù)分離鑒定鹽脅迫下好氧顆粒污泥相關(guān)蛋白，得出以下結(jié)論：
　?。?）無鹽脅迫時成熟的好氧顆粒污泥為橙黃色，形

3、狀規(guī)則，外表光滑，顆粒密實，在高鹽脅迫下污泥的顏色逐步變白，沉降能力變差，結(jié)構(gòu)也變得松散。整個鹽脅迫過程中污泥濃度和污泥體積指數(shù)分別從6593mg/L、38.73 mL/g變?yōu)?880mg/L、85.28 mL/g，沉降速率也從93.42 m/h降到48.86 m/h，粒徑變化不明顯。好氧顆粒污泥內(nèi)主要微生物為絲狀菌、桿菌和球菌，污泥內(nèi)外存在許多孔隙和通道，可能跟污泥內(nèi)部微生物的生長代謝和污染物的去除有關(guān)。
　?。?）在無鹽脅迫時

4、，成熟的好氧顆粒污泥去除COD、NH3-N、TN、TP效果良好。高鹽脅迫對COD、TN影響較大，濃度為15 g/L的鹽脅迫時，去除率分別只有59.9％和55.9%。NH3-N的去除基本不受鹽濃度影響，去除率都維持在70%以上。TP的去除在低鹽脅迫下影響很小，但在高鹽脅迫下受到嚴重影響，含鹽量為15 g/L時，去除率只有50.2%。
　?。?）PCR-DGGE技術(shù)分析鹽脅迫下好氧顆粒污泥微生物種群結(jié)構(gòu)表明，不同鹽濃度下污泥微生物的種

5、群結(jié)構(gòu)存在差別和演替，高鹽脅迫下好氧顆粒污泥微生物主要的優(yōu)勢種群為噬氫菌屬(Hydrogenophaga)和棒狀桿菌屬(Corynebacterium)、β-變形菌科(Beta proteobacterium)、放線菌屬(Actinobacterium)、鏈霉菌(Streptomyces)、厭氧菌(Anaerobic bacterium)、嗜冷桿菌(Psychrobacter)和芽孢桿菌屬(Bacillus)等。
　　（4）鹽脅迫

6、下好氧顆粒污泥微生物體內(nèi)Na+含量呈下降趨勢，而K+和Ca2+含量呈上升趨勢。微生物主要是通過鈉鉀泵、Na+/H+逆向運輸?shù)鞍缀蚄+通道進行吸K+排Na+耐鹽。Ca2+與細胞膜穩(wěn)定性、通透性、完整性有關(guān)，以及作為第二信使調(diào)節(jié)微生物體內(nèi)生理生化反應(yīng)進行耐鹽。
　?。?）通過雙向電泳和質(zhì)譜技術(shù)從好氧顆粒污泥中分離鑒定出6種相關(guān)蛋白，其中高鹽環(huán)境下表達的膜蛋白、膜孔蛋白、EthB蛋白和ABC轉(zhuǎn)運蛋白的底物結(jié)合蛋白在好氧顆粒污泥耐鹽方面有