MBR中雌激素共代謝降解機(jī)理的分子生物學(xué)解析.pdf

1、類(lèi)固醇雌激素（Steroid estrogens，SEs）的去除對(duì)于保障污水回用的安全性具有非常重要的意義，微生物共代謝是污水處理系統(tǒng)中微量SEs去除的主要途徑。因此，本課題通過(guò)調(diào)控進(jìn)水中有機(jī)物和氨氮濃度，構(gòu)建分別以有機(jī)物共代謝、硝化共代謝和兩種共代謝共存為特征的MBR系統(tǒng)，以MBR中的功能性微生物:變形菌群、氨氧化功能菌群、亞硝酸氧化功能菌群、反硝化功能菌群作為檢測(cè)對(duì)象，采用熒光原位雜交(FISH)技術(shù)對(duì)其演變規(guī)律進(jìn)行解析，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)其

2、種群結(jié)構(gòu)及豐度變化，并建立其與SEs去除效果相關(guān)關(guān)系，同時(shí)考察溫度對(duì)MBR共代謝降解雌激素及相關(guān)功能菌群的影響，進(jìn)而從微觀角度闡釋雌激素共代謝降解機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　揭示了不同共代謝類(lèi)型MBR中功能菌群的結(jié)構(gòu)特征。本研究所選變形菌α、變形菌β、變形菌γ、氨氧化細(xì)菌、亞硝化單胞菌、亞硝化螺菌、硝化桿菌、硝化螺菌、反硝化細(xì)菌9種細(xì)菌通過(guò)FISH技術(shù)在系統(tǒng)中均有檢出，為MBR的優(yōu)勢(shì)功能菌群。硝化共代謝MBR中變形菌、氨氧化功能

3、菌、亞硝酸氧化功能菌、反硝化功能菌的豐度分別為60％、21.54％、13.84％、6.15％;兩種共代謝共存MBR中分別為64.89％、13.83％、8.51％、9.57％;有機(jī)物共代謝MBR中分別為70.1％、11.34％、7.21％、11.34％。
　　解析不同共代謝MBR中功能菌群結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，分析各功能菌群豐度與雌激素去除效果關(guān)系。隨有機(jī)負(fù)荷增加，MBR中功能菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，變形菌α、β、γ的豐度均隨之增加，氨氧化細(xì)菌、

4、亞硝化單胞菌、亞硝化螺菌的豐度均逐漸減少，硝化桿菌、硝化螺菌的豐度也略有減少，反硝化細(xì)菌則呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，E1去除率不斷增大，EE2去除率不斷減小。相關(guān)性分析表明，變形菌α、變形菌β、變形菌γ是降解E1的功能菌，有機(jī)共代謝能夠促進(jìn)E1的降解;氨氧化細(xì)菌、亞硝化單胞菌、亞硝化螺菌、硝化桿菌、硝化螺菌是去除EE2的主要功能菌，EE2的降解以硝化共代謝為主，硝化作用能夠促進(jìn)EE2的降解。當(dāng)C/N比為20∶1即兩種共代謝共存時(shí)，適合各功能菌同時(shí)富集

5、，對(duì)常規(guī)污染物和SEs的去除都有利，E1和EE2的去除效果均得到了強(qiáng)化。
　　討論了溫度對(duì)MBR共代謝降解雌激素的影響。當(dāng)兩種共代謝共存時(shí)，溫度降到10℃以下，總變形菌數(shù)量基本不變，硝化菌群對(duì)低溫反應(yīng)敏感，豐度明顯減小，異養(yǎng)菌逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。溫度降低對(duì)E1的去除效果基本沒(méi)有影響，EE2去除率明顯減小，有機(jī)物共代謝對(duì)溫度變化不敏感，溫度對(duì)硝化共代謝影響顯著。C/N比為20∶1時(shí)，25℃左右的MBR更適合各功能菌群的生長(zhǎng)，有利于有機(jī)