高效降解聚乙烯醇纺织废水处理系统中菌群结构与多样性研究
聚乙烯醇由于具有良好的粘附性、浆膜强韧性、耐磨性等性能而被广泛应用于纺织、造纸等行业。美国信息处理业务公司估计2012年中国生产和消费了超过世界一半的聚乙烯醇，并且预计从2012到2017年中国的需求会以平均每年5.8％的速度增加。 1克聚乙烯醇产生0.016克5日生化需氧量(BOD5)或1.6克化学需氧量(COD)，较低的BOD5/COD比值(0.01)表明聚乙烯醇很难生物降解。好氧环境下聚乙烯醇的降解效率为74.5％～81.3％，厌氧环境下则为17.2％。然而，这些研究大多是基于实验室反应器短期实验获得的数据，长期原位稳定运行的污水处理系统的报道并不多。幸运的是，在一个纺织公司中发现了一个长期稳定运行的具有高效去除聚乙烯醇的污水处理系统。因此对这个系统的研究，尤其是对该系统中微生物群落结构、组成和功能的研究，对于聚乙烯醇降解来说有重要意义。 本研究利用454焦磷酸测序分析了隶属同一个公司的原位长期稳定运行的传统好氧纺织废水处理系统(W1)和好氧厌氧处理系统(W2)，前者有较高的聚乙烯醇降解效率，后者降解效率一般。在97％的相似性下，共检测到1678个(W1)和578个(W2)细菌分类操作单元，440个(W1)和434个(W2)个古菌分类操作单元，以及694个(W1)和1000个(W2)个真核生物操作单元。虽然两个样点中细菌和古菌是高度功能组织化的，但是三个不同域的主要微生物依然有很大的不同。在纲水平上，W1中Proteobacteria的几个纲(α-，β-，δ-，γ-proteobacteria)分布相对均匀，而W2中的γ-proteobacteria是优势纲(75.65％)。在属水平上，W1中的Methanosaeta是优势的古菌属(70.07％)，并且可能促进聚乙烯醇的生物降解。因此，γ-proteobacteria和Methanosaeta可能是导致两个系统中聚乙烯醇降解效率不同的关键原核微生物。W1中脱氮细菌Nitrosomonadaceae(AOB)和Ottowia的相对丰都高于W2，而W1中的脱氮古菌Marine_Group_Ⅰ低于W2，表明两个系统脱氮细菌和古菌可能共同作用脱氮。
焦磷酸测序;聚乙烯醇;生物降解;废水处理系统;菌群结构
山东大学
硕士
环境科学与工程
戴九兰
2014
中文
X791;X703.1
67
2014-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）