城市河流底泥污染物指示性微生物研究及生物傳感器的構建.pdf

1、以江蘇省常州市城市河道之一的通濟河為研究河道，對通濟河底泥進行水生態(tài)模擬研究，以前期監(jiān)測的通濟河水質數據作為模擬上覆水的配制依據，分別模擬配制夏季、秋季、冬季、春季四個季度的水質指標，采用高通量測序的方法對各模擬階段底泥微生物群落結構進行解析，確定底泥有機污染物與微生物群落結構的響應關系。從研究河道底泥中篩選出對有機污染物敏感的可培養(yǎng)菌株G1，研究其對生化耗氧量（BOD）的敏感度并依此構建適用于研究河道的基于無線傳輸的多參數水質監(jiān)測生物

2、傳感器。研究得到如下結果：
　?。?）對微生物總數與底泥理化性質進行相關性分析結果顯示，細菌總數與OM呈顯著正相關，與水體溫度呈顯著負相關。水體溫度從32℃降至6℃時，細菌總數從1.23×104 CFU/mL升高到3.43×104 CFU/mL。該實驗結果與前期對通濟河的相關監(jiān)測結果一致，分析出現該現象的原因為每年春季會對通濟河進行換水，冬季采樣時水體污染物已經過一年的沉積，水質中有機物含量較高，在一定變化范圍內相對于水體溫度，有

3、機物含量成為細菌生長的限制因素。通濟河水體pH值在各季度變化中無明顯改變，對微生物群落結構組成暫未產生影響。
　　（2）對各模擬階段底泥微生物群落結構組成分析結果顯示，門分類水平上的優(yōu)勢菌分別為變形菌門（Proteobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、厚壁菌門（Firmicutes）、酸桿菌門（Acidobacteria）、藍藻菌門（Cyanobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）、放線菌門

4、（Actinobacteria），其中Proteobacteria占各模擬階段底泥微生物總量的50％以上，為絕對優(yōu)勢菌門。對底泥微生物群落結構與底泥理化性質進行相關性分析結果表明，研究中的Proteobacteria與TP、OM呈顯著正相關，與TN的相關系數也達到0.859，可用來作為通濟河底泥受有機物污染程度的指示性微生物。
　　（3）對有機物敏感的可培養(yǎng)微生物的篩選結果表明，菌株G1在水環(huán)境BOD＜50 mg/L時，菌落數量緩

5、慢增長，增長速率為0.027；水體環(huán)境BOD＞50 mg/L時，菌落數量急劇增長，增長速率為0.044。G1對BOD濃度的變化具有一定的敏感度，因此可作為水質監(jiān)測生物傳感器生物敏感元件組分。
　?。?）對相關生物傳感器的構建研究表明，集成型水質監(jiān)測生物傳感器適用于研究河道，并且擁有自主研發(fā)的固定化微生物小球制備技術。以監(jiān)測水質五日生化耗氧量（BOD5）為監(jiān)測主體，集成溫度（T）、酸堿度（pH）及溶解氧（DO）共計四項水質監(jiān)測項目，