印染廢水接觸氧化池中懸浮污泥和生物膜的微生物群落比較
摘要：為了揭示接觸氧化池中懸浮污泥和生物膜菌群群落結(jié)構(gòu)的異同，提取基因組DNA，采用PCR擴(kuò)增與454高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)兩者菌群測(cè)序并進(jìn)行了操作單元（OTU）聚類分析、多樣性分析和分類學(xué)分析。
結(jié)果表明，懸浮污泥和生物膜菌群的高通量測(cè)序分析分別得到優(yōu)化序列8256條和10592條，測(cè)序覆蓋深度都在80%左右，經(jīng)過97%相似度歸并后分別得到570個(gè)OTUs和694個(gè)OTUs，菌群多樣性分析顯示懸浮污泥內(nèi)菌群的豐度和多樣性都低于生物膜，懸浮污泥有356個(gè)屬的細(xì)菌構(gòu)成，而生物膜內(nèi)則有387個(gè)，都?xì)w屬于21個(gè)門。懸浮污泥和生物膜內(nèi)不僅存在共有菌種，也含有各自的特定菌種，說明不同的微環(huán)境使其有了相對(duì)應(yīng)的優(yōu)勢(shì)群落。通過這種差異的比較分析，更能準(zhǔn)確地了解接觸氧化池中微生物的群落組成情況，有利于分析其與系統(tǒng)功能的關(guān)系。
印染廢水是很難處理的工業(yè)廢水之一，排放量約占全國(guó)工業(yè)廢水排放量的35%，具有水質(zhì)水量變化大、成分復(fù)雜、COD較高及可生化性較差、色度高和PH值高等特點(diǎn)。采用水解酸化-接觸氧化工藝來處理印染廢水，通過其中微生物的作用，可以得到很好的去除效果。因此，了解工藝中微生物的組成結(jié)構(gòu)和種群數(shù)量，認(rèn)識(shí)種群的穩(wěn)定性以及功能菌在其中所起的作用，則有利于我們了解和判斷此工藝的運(yùn)行狀況。
生物接觸氧化法是介于活性污泥法和生物濾池兩者之間的污水生物處理技術(shù)，兼有活性污泥法和生物膜法的特點(diǎn)，接觸氧化池內(nèi)2個(gè)區(qū)系微生物組成的相互作用可能影響系統(tǒng)的處理效率，但是由于大部分微生物不可培養(yǎng)，在實(shí)驗(yàn)室分離培養(yǎng)的微生物只占總環(huán)境微生物的0.1%~10%，而以高通量測(cè)序技術(shù)為代表的新技術(shù)改變了傳統(tǒng)的研究手段，簡(jiǎn)化了研究步驟，不需要對(duì)微生物進(jìn)行分離培養(yǎng)，因而能夠動(dòng)態(tài)研究微生物群落的多樣性，可以真實(shí)的反映微生物的存在狀態(tài)，因此本研究主要通過提取基因組DNA，利用PCR擴(kuò)增和454高通量測(cè)序技術(shù)分析了印染廢水接觸氧化池中懸浮污泥和生物膜的微生物群落組成差異，對(duì)不同環(huán)境條件下微生物群落的組成差異進(jìn)行了初步分析，為闡明微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系積累數(shù)據(jù)。
1材料和方法
1.1材料
懸浮污泥與生物膜樣品取自江蘇某印染廢水處理廠接觸氧化池，該印染廢水處理廠采用”UASB反應(yīng)池+好氧池+接觸氧化池”為主體的二級(jí)生化處理工藝（圖1），經(jīng)多年的實(shí)際運(yùn)行，大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，該工藝處理效果良好，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
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