论文部分内容阅读
四环素类抗生素的大量使用对厌氧生物处理养猪废水产生重大影响,本论文通过在养猪废水中添加四环素类抗生素,来研究其对厌氧处理系统中微生物多样性的影响,为处理含四环素类抗生素养猪废水提供参考,试验结果表明:(1)在35±2℃厌氧条件下,受到金霉素影响的试验组比对照组的COD浓度要高,累积产甲烷量要小,且随着金霉素浓度的增加,累积产甲烷量差值从6.9%扩大到29.2%,COD去除率从80.89%降至76.96%,对照组COD去除率为84.46%;通过PCR-DGGE对厌氧活性污泥中细菌多样性统计的分析得到,随金霉素浓度的增加,厌氧活性污泥中的细菌种群丰富度Rs从0.913降到0.652,相似性系数Cs从97.6降到78.9,试验组与对照组的差距也在增大;Real-time PCR结果表明,在不添加金霉素的条件下细菌16S rRNA平均拷贝数最大为7.88×106copies/μiL,在金霉素为0.4mg/L时,细菌16S rRNA平均拷贝数最小为5.01×106copies/μL,在金霉素浓度0.4-4mg/L范围内随着金霉素浓度增加,细菌种类呈现减少趋势但细菌绝对含量呈现增加趋势。(2)在35±20C厌氧条件下,受到土霉素影响的试验组比对照组的COD浓度要高,累积产甲烷量要小,随着土霉素浓度的提高,累积产甲烷量差值从12.50%扩大到53.79%,COD去除率从82.18%降至74.10%,对照组COD去除率为83.73%,随着土霉素浓度的增大,微生物对COD去除的抑制率从1.86%增加到11.50%;PCR-DGGE技术对厌氧活性污泥中细菌多样性统计分析得到,随着土霉素浓度的增加,厌氧活性污泥中的细菌种群丰富度Rs从0.864降到0.455;对各组的相似系数比较得到随着土霉素浓度的增加,试验组与对照组的差距在增大,相似性系数Cs从92.7降到62.5,相似度最高可达96.6;Real-time PCR结果表明,在不添加土霉素的条件下细菌16S rRNA平均拷贝数最大为7.88×106copies/μL,在土霉素为60mg/L时,细菌16S rRNA平均拷贝数最小为5.06×106copies/μL,且在土霉素10-80mg/L范围内随着土霉素浓度增加,细菌种类呈现减少趋势,细菌绝对含量呈现减小趋势。(3)在354±2℃厌氧条件下,受到土霉素和金霉素共存影响的试验组比对照组的COD浓度要高,累积产甲烷量要小,随着两种抗生素浓度的增加,产甲烷量差值从18.34%扩大到55.46%,两种抗生素对产甲烷菌存在拮抗关系;COD去除率从79.74%降至60.38%,随着两种抗生素浓度的增大,微生物对COD去除的抑制率从4.16%增加到24.84%,两种抗生素对COD去除率的抑制作用存在增强作用;PCR-DGGE技术对厌氧活性污泥中细菌多样性统计的分析,发现随着两种抗生素浓度的增加,厌氧活性污泥中的细菌种群丰富度Rs从0.968降到0.645;各组的相似系数比较得出随着两种抗生素浓度的增加,其与对照组的差距也在增大,相似性系数Cs从91.5到55.6;Real-time PCR结果表明,随着两种抗生素的增大,细菌16S rRNA平均拷贝数呈现增大趋势,从5.6×106copies/μL增大的1.75×107copies/μL,呈现增大趋势,这与细菌种群数量变化存在着相反的关系。(4)随着金霉素浓度的增加,氨氧化细菌amoA基因平均拷贝数出现先减小后增大的趋势,金霉素存在着一个对厌氧氨氧化细菌最大抑制浓度在0.8mg/L左右,在0.8mg/L到4mg/L范围内,金霉素对厌氧氨氧化细菌的存在起着促进作用;特别是0到40mg/L的范围内,随着土霉素浓度的增加,氨氧化细菌amoA基因平均拷贝数出现减小的趋势,在40mg/L到80mg/L存在着增大趋势;在金霉素和土霉素的双重作用下,抗生素浓度与厌氧氨氧化amoA基因平均拷贝数存在着较复杂的关系,总体上是随着浓度的增加厌氧氨氧化细菌数量有增大趋势。(5)在无抗生素存在条件下,养猪废水厌氧活性污泥中的氨氧化细菌型与Nitrosomonas eutropha和Nitrosomonas sp.极为相似;在金霉素4mg/L条件下,养猪废水厌氧活性污泥中的氨氧化细菌型与Nitrosomonas eutropha、 Nitrosomonas sp. Uncultured ammonia-oxidizing bacterium及Nitrosomonas eutropha ammonia monooxygenase (amoA) gene极为相似;在土霉素80mg/L的条件下,养猪废水厌氧活性污泥中的氨氧化细菌型与Nitrosomonas eutropha极为相似;在低浓度金霉素、土霉素(0.4、1Omg/L)情况下,养猪废水厌氧活性污泥中的氨氧化细菌型与Nitrosomonas eutropha极为相似;在较高浓度的金霉素、土霉素(4、80mg/L)都存在情况下,养猪废水厌氧活性污泥中的氨氧化细菌型与Nitrosomonas eutropha极为相似。