納米銀和二氧化鈰對(duì)MBBR脫氮性能及微生物群落的影響研究.pdf

1、銀納米顆粒(Ag NPs)和二氧化鈰納米顆粒(CeO2 NPs)因其優(yōu)良特性，被廣泛用于各領(lǐng)域。Ag NPs和CeO2 NPs在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用及廢棄過(guò)程中不可避免地會(huì)通過(guò)各種環(huán)境介質(zhì)釋放至水體例如污水處理系統(tǒng)，對(duì)其效能產(chǎn)生潛在的不利影響。
　　本文以移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBR)為研究對(duì)象，通過(guò)構(gòu)建高效脫氮體系，探究Ag NPs和CeO2 NPs(10 mg/L)單獨(dú)及共存時(shí)對(duì)MBBR脫氮性能的短期影響和長(zhǎng)期影響及微生物群落的長(zhǎng)

2、期影響。主要結(jié)論如下:
　　(1) AgNPs和CeO2 NPs短期內(nèi)(12h)通過(guò)抑制氨單加氧酶(AMO)和硝酸還原酶(NR)活性影響總氮(TN)去除。Ag NPs、CeO2 NPs、Ag NPs和CeO2 NPs混合物使MBBR TN去除率從79.00％(對(duì)照組)分別降至73.13％、76.82％和76.18％。Ag NPs和CeO2NPs長(zhǎng)期(100 d)作用于MBBR后，AMO活性恢復(fù)、NR活性被抑制和生物量減少導(dǎo)致TN去

3、除率下降。Ag NPs、CeO2 NPs、AgNPs和CeO2NPs混合物使TN去除率分別為降至75.49％、72.10％和69.98％，與對(duì)照組(80.07％)有顯著差異。
　　(2) MBBR暴露于Ag NPs和CeO2 NPs后，大量納米顆粒(NPs)附著在微生物表面，短期內(nèi)細(xì)胞膜完整性受到嚴(yán)重?fù)p傷，長(zhǎng)期適應(yīng)后細(xì)胞膜受損減少。
　　(3) Ag NPs和CeO2 NPs改變MBBR胞外聚合物(EPS)產(chǎn)量和性質(zhì)。短期內(nèi)

4、Ag NPs和CeO2 NPs顯著增加松散型胞外聚合物(LB-EPS)含量;長(zhǎng)期暴露后，Ag NPs增加MBBR EPS含量，CeO2 NPs、Ag NPs和CeO2 NPs混合物顯著降低TB-EPS含量。EPS主要通過(guò)蛋白（PRO）和多糖(PS)抵御Ag NPs和CeO2 NPs毒性。
　　(4) NPs長(zhǎng)期作用于MBBR后，微生物多樣性高低程度順序?yàn)?添加CeO2NPs＞添加Ag NPs＞對(duì)照組＞添加Ag NPs和CeO2 N

5、Ps混合物。兩種NPs單獨(dú)存在增加了微生物多樣性以抵抗外界沖擊，共存時(shí)對(duì)MBBR系統(tǒng)沖擊性大，微生物難以做出調(diào)整。群落差異性分析表明Ag NPs和CeO2 NPs使MBBR微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大差異。對(duì)樣本進(jìn)行不同水平上群落結(jié)構(gòu)分析，Ag NPs和CeO2 NPs改變?nèi)郝鋬?yōu)勢(shì)菌群占比，增加硝化細(xì)菌（Nitrosomonas和 Nitrospira）豐度，顯著降低反硝化細(xì)菌(Dechloromonas和Thauera)豐度，抑制反硝化活性