城市生活污水中DOM的光谱/分子特征及其与微生物群落组成的关系
随着社会经济以及城市化的高速发展，居民用水需求大幅增加，日益增长的城市生活污水排放量对流域水生态环境均产生了巨大影响。尽管目前已有大量城市生活污水厂的出水水质已经达到一级A排放标准，但城市生活污水厂出水会随排水口注入河流，对地表水体水质及水生生态系统造成影响。生活污水厂出水中的溶解性有机物（DOM）也是水生生态系统中DOM的重要来源，这些物质可作为微生物的能量来源影响沿岸水体中的微生物群落结构，也能参与污染物的迁移转换并改变其生物活性与稳定性。因此，全面评估城市生活污水厂进出水中的DOM的组成变化特征并明确DOM组分与微生物群落的相互作用是至关重要的。本研究的主要结论如下： （1）本研究发现生活污水中DOM分子类型以CHO、CHON和CHOS为主，出水中DOM分子量更高且含有更多的双键或环状结构。地理位置和经济水平共同作用影响生活污水厂进水中DOM组分的组成。进水中脂类、蛋白质类组分含量较高。出水中DOM在区域上无明显差异，以腐殖酸类和木质素类组分为主，类蛋白质C4组分含量有所增加。另外生活污水源DOM荧光指数（FI）在1.9~2.3范围内。 （2）培养实验中鉴定出的荧光组分C3是可被微生物利用降解代谢的UVC类腐殖酸，C5是微生物生长代谢过程中分泌的类蛋白质。木质素磺酸钠、腐殖酸、聚甘油脂肪酸酯、鱼粉蛋白胨和蔗糖添加组中微生物优势属是亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas），而单宁酸组中细菌多样性更高且多个菌属趋于共存，由丛毛单胞菌属（Comamonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）、氢噬胞菌属（Hydrogenophaga）、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）和鞘氨醇盒菌属（Sphingopyxis）等共同占优。 （3）培养实验结果显示单宁酸处理外，其余各组硝化反应相关的功能基因相对丰度增加，腐殖酸处理组中碳代谢相关功能基因多样性降低。细菌群落、碳氮代谢功能基因组成均与脂类、腐殖酸类及蛋白质类组分有强相关性，这说明不同DOM组分的异质性会通过影响细菌群落组成从而影响功能基因的表达。 本研究对陕西省境内生活污水厂中，进水及出水中DOM的组分组成、光谱特征及变化情况进行了系统分析，明确了人类源DOM的主要组分组成及其对生态系统的潜在风险。通过室内培养实验探究了不同类型DOM组分与微生物群落之间的相互作用，明确了各组分对微生物群落结构及其功能基因表达的影响，为生活污水厂尾水风险评估及流域水生态健康管理提供了参考依据。
城市生活污水;微生物群落;溶解性有机物;光谱特征;分子特征
西北农林科技大学
硕士
环境科学
李明
2023
中文
X799.3
2023-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）