馬鞍山向山垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝的微生物種群分析.pdf

1、目前,衛(wèi)生填埋法是我國大部分城市生活垃圾處理的主要方法,然而用該方法進(jìn)行垃圾處理需占用大量的土地資源。另一方面,對(duì)廢棄礦山進(jìn)行安全綜合治理也是一大難題。利用廢棄尾礦庫對(duì)生活垃圾進(jìn)行填埋處理,則可以同時(shí)解決以上兩個(gè)難題,馬鞍山向山硫鐵尾礦庫上的垃圾填埋場(chǎng)正是這樣的一個(gè)場(chǎng)所。該垃圾填埋場(chǎng)為巨量鐵氧化物、硫酸鹽與可降解有機(jī)物的混合體,填埋場(chǎng)周圍及垃圾表層都覆蓋著大量玢巖鐵礦尾礦和廢石。因此,向山垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液不斷有酸性礦山排水混入,其典型

2、特征是同時(shí)含有高濃度鐵、硫酸鹽和有機(jī)物。向山垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的主要處理工藝為:滲濾液原液→厭氧池→礦化床→好氧池→高級(jí)氧化工藝→反滲透膜處理→出水排放。在滲濾液及其生物處理反應(yīng)池中,作為微生物代謝電子受體的化合物在熱力學(xué)上依次排列為:氧氣、硝酸鹽、三價(jià)鐵、硫酸鹽;作為微生物代謝電子供體的物質(zhì)包括有機(jī)質(zhì)、氨氮、硫化物和甲烷。總之,該體系存在復(fù)雜的物質(zhì)多相性和元素生物地球化學(xué)循環(huán),在這里可能存在多種功能菌群。因此,研究該系統(tǒng)中的微生物群落,

3、可以深入了解其存在狀況,并為污染環(huán)境的修復(fù)提供有力的微生物學(xué)根據(jù),具有一定的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　為了研究向山垃圾填埋場(chǎng)滲濾液及其不同生物反應(yīng)過程中的微生物群落結(jié)構(gòu)和種群變化情況,分別從滲濾液收集口、厭氧池、礦化床和好氧池采集了環(huán)境樣品,對(duì)其進(jìn)行研究分析。由于垃圾滲濾液中含有大量的腐植酸,本文首先比較并優(yōu)化了腐植酸去除和DNA純化的方法。通過比較發(fā)現(xiàn)硫酸鋁抽提法比試劑盒法去除腐植酸的效果更好,純化后可以得到高濃度和高純度的

4、DNA,能夠真實(shí)的反映環(huán)境樣品中微生物群落結(jié)構(gòu)與組成。
　　本文采用PCR-DGGE技術(shù)對(duì)采集樣品的細(xì)菌群落組成分析,共獲得了16條優(yōu)勢(shì)條帶,對(duì)其進(jìn)行克隆、測(cè)序,將所得序列進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析(細(xì)菌16S rDNA序列的V3區(qū))。結(jié)果表明:環(huán)境樣品中的細(xì)菌種類非常豐富,不同取樣點(diǎn)樣品的DGGE條帶在數(shù)量、位置和亮度上都存在較大差異,各個(gè)工藝單元表現(xiàn)出不同的種群多樣性。對(duì)16條DGGE特征條帶進(jìn)行分析,其中有12條序列與Genbank中

5、不可培養(yǎng)微生物相似。由此可見,大多數(shù)環(huán)境樣品中的細(xì)菌是不可培養(yǎng)的。另外四條序列分別屬于假單胞菌屬、瓊氏不動(dòng)桿菌屬、希瓦氏菌屬。獲得的16條序列分別歸屬于3個(gè)細(xì)菌類群:變形菌門(Proteobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、脫鐵桿菌門(Deferribacteres)。變形菌門包括α-,β-,γ-,ε-變形菌。
　　環(huán)境樣品中高濃度的鐵離子和硫酸鹽對(duì)微生物群落的影響主要表現(xiàn)在:垃圾滲濾液污水原液中檢測(cè)到假單

6、胞菌和鞘氨醇單胞菌以及弓形桿菌,弓形桿菌在硫元素代謝中起重要作用;假單胞菌和鞘氨醇單胞菌是在含鐵環(huán)境中存在的細(xì)菌,其生長(zhǎng)代謝需要消耗鐵離子。厭氧池出水中的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌為擬桿菌、γ-變形菌、脫鐵桿菌。這些細(xì)菌在厭氧條件下將復(fù)雜的有機(jī)物降解并轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的有機(jī)物,對(duì)硝酸鹽進(jìn)行反硝化作用,分解含硫有機(jī)物,產(chǎn)生氮?dú)夂土蚧瘹?。脫鐵桿菌與體系中鐵的氧化還原反應(yīng)直接相關(guān)。由于礦化池中是兼性厭氧環(huán)境,因此礦化池出水中的細(xì)菌種類最為豐富,包括假單胞菌、動(dòng)膠菌、