【摘 要】
:
为了阐明纳米银的环境效应、保证城市水环境有效健康循环和水质安全,同时有利于实现厌氧氨氧化工艺(Anammox)的高效、稳定运行及推广应用,本试验探究了纳米银(Ag NPs)对厌氧氨氧化工艺效能及微生物种群的影响,本试验采用厌氧反应器,以厌氧氨氧化颗粒污泥为研究对象,通过三维荧光、扫描电镜(SEM)、粒度分析、扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDX)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等设备探
论文部分内容阅读
为了阐明纳米银的环境效应、保证城市水环境有效健康循环和水质安全,同时有利于实现厌氧氨氧化工艺(Anammox)的高效、稳定运行及推广应用,本试验探究了纳米银(Ag NPs)对厌氧氨氧化工艺效能及微生物种群的影响,本试验采用厌氧反应器,以厌氧氨氧化颗粒污泥为研究对象,通过三维荧光、扫描电镜(SEM)、粒度分析、扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDX)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等设备探究了厌氧氨氧化颗粒污泥的变化情况,揭示其差异性。并基于宏基因组测序技术考察不同浓度纳米银对微生物种群结构的影响。研究发现,短期暴露下,投加的纳米银浓度越高,对厌氧氨氧化过程抑制的越明显。1.0 mg/L以上的纳米银对厌氧氨氧化的影响无显著差异(p>0.05);长期暴露下,0.5 mg/L和1.0 mg/L的Ag NPs对anammox抑制作用不强,而1.5 mg/L和2.5 mg/L的Ag NPs会显著抑制anammox过程(p<0.05)。短期暴露下Ag+的毒性强于Ag NPs;长期暴露下,系统很快恢复活性,这可能是由于Ag+和系统内的Cl-生成Ag Cl沉淀,使Ag+失去毒性。ICP-MS结果表明,纳米银投加量与泥、水相中银的含量成正比,并且大部分的银吸附在活性污泥中。胞外聚合物(EPS)测定结果表明,0.5~1.5 mg/L纳米银使系统内微生物分泌更多的EPS来抵抗纳米银的毒性,2.5 mg/L时,EPS分泌量最少。基于污泥容积比(SVI)、污泥比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)结果表明,投加纳米银浓度的变化对泥水分离性能有显著影响。三维荧光分析表明Ag NPs对于微生物代谢产生了影响,抑制微生物活性,代谢降低。扫描电镜(SEM)结果表明,随着纳米银浓度的增加,细胞受损,形态变得不规则;扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDX)分析表明,细胞表面聚集吸附的Ag和纳米银投加量成正比。粒度分析表明银离子未对颗粒污泥的粒径产生明显影响,而纳米银会导致颗粒粒径减小,比表面积增大。基于16Sr RNA高通量测序技术,通过多样性指数发现纳米银会改变群落的丰富度和多样性。在厌氧氨氧化系统中,观察到主要的菌门为Chloroflexi(绿弯菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)。0.5 mg/L的纳米银会提高Planctomycetes的相对丰度,但随着投加的纳米银浓度不断增加,Planctomycetes的相对丰度逐渐减低。纳米银会影响CandidatusKueneniad属相对丰度。主坐标分析(PCo A)表明,投加银离子的系统微生物群落结构与空白组相似,0.5 mg/L和1.5 mg/L纳米银的系统微生物群落结构较为相近。2.5 mg/L纳米银使系统内的微生物群落发生了较大变化。功能单元PCo A分析表明纳米银导致微生物群落功能单元发生改变。基于KEGG数据库的微生物代谢功能分析,第一等级代谢通路Amino Acid Biosynthesis(氨基酸合成)模块相对丰度最高。氨基酸是蛋白质的合成原料,厌氧氨氧化过程参与的酶,细胞合成以及EPS等都需要蛋白质,因此在一定程度上反映了系统微生物活跃程度。关联网络分析表明,CandidatusKuenenia属与NB1-j菌属呈强正相关,其丰度在一定程度上影响了系统活性污泥分泌胞外聚合物的量以及污泥脱水能力。
其他文献
网格絮凝池絮凝效果与水力条件密切相关,对网格絮凝池在不同运行工况下进行絮凝实验,对絮凝过程中絮体沉降性能、浊度去除率进行对比分析;同时对絮凝反应进程路径上各位置处的絮体进行原位监测,采集并分析絮体图像信息;结合分形维数、平均粒径等指标,研究不同运行工况对网格絮凝池内部絮凝进程路径上絮体生长过程的影响,并对絮体特征参数与浊度等水质指标之间的相关性进行分析,得到如下结论:1.随着过栅流速变大,除了15
由氮、磷营养物质引发的水体富营养化一直是我国治理的重点,近年来国家对磷元素的管控也愈发严格。进水碳源量对于生物脱氮除磷的稳定运行极其重要,鉴于我国市政污水进水COD普遍偏低,如何利用有效的碳源量以及何种碳源能提高生物除磷效能是一个关键问题。以往的生物除磷理论认为主要是以Accumulibacter菌属为首的传统聚磷菌(polyphosphate accumulating organisms,PAO
太阳能作为最重要的清洁能源之一,因其具有“相对较高的转换效率和较大的技术开发空间”,目前已广泛地应用于工农业生产、日常生活等方面。太阳能空气集热器是太阳能光热利用的核心设备,“双碳目标”下开发高效的太阳能空气集热器对于改进太阳能热利用技术、推动清洁能源利用进程具有重要的现实意义。太阳能空气集热器相比液体集热器虽然不存在结冻等问题,但由于空气的导热系数低加上传统型光滑吸热板表面层流底层的存在,导致空
N-氰基化合物在医药、农药和染料等重要领域具有非常广泛的应用。克服反应条件苛刻、过渡金属催化和操作复杂等缺陷,发展条件温和、操作简便和产率良好的N-氰基化合物制备方法是有机合成领域的热点课题。1-氰基-1,2-苯并碘氧杂环-3-(1H)-酮(CBX)是稳定的固体高价碘化物,它不仅制备简单,而且反应活性高,能充当亲电性氰化试剂。本论文描述了一种利用化合物CBX为稳定的亲电氰化试剂,通过取代反应完成N
世界能源短缺与环境污染问题的解决,亟需清洁新能源的开发和利用。建筑能耗是全球终端能耗的重要组成部分,而实现清洁供暖是降低建筑能耗的重要途径之一。热泵技术是当前暖通空调最有效的节能环保方式之一,其地表水源热泵性能稳定、系统简单,但因多数供热地区冬季地表水源温度低于5℃,可提取的显热难以充足,应用有限。考虑水凝固潜热的巨大及我国地表水资源的丰富,凝固潜热水源热泵的研究和应用意义重大。针对现阶段多用的地
Aurora激酶是一类丝氨酸/苏氨酸激酶,是调节有丝分裂过程的关键激酶。已在肺癌、乳腺癌和结肠癌等许多实体瘤细胞中发现该激酶的过表达,因此,Aurora激酶作为癌症治疗药物的靶标受到了关注。一般来说,选择性的Aurora激酶抑制剂相较于泛Aurora激酶抑制剂,毒副作用减少,更有优势,因此,基于课题组之前的发现,以提升选择性抑制剂的治疗效果,继续探索新型Aurora B选择性抑制剂。在之前的研究中
植物细菌病害是农作物生长过程中最难防治的一类病害,造成作物受害严重并引起巨大的经济损失。由于耐药性病原体频繁出现,寻找新的防治药剂成为当务之急。鉴于天然源化合物与化学杀菌剂相比具有低毒、低残留、与环境相容、不易产生耐药性等优点,本论文筛选多种不同结构的天然产物对水稻白叶枯病病原菌(Xanthomonas oryzae)、柑橘溃疡病病原菌(Xanthomonas axonopodis pv citr
温度是影响植物生长发育的重要环境因子,随着全球温室效应加剧,不断上升的气温将对植物生理造成巨大影响。与此同时,人类的工业化进程极大增加了氮素的产生与排放,促使大气氮沉降不断加剧并向全球扩散,影响氮素的自然循环,威胁全球生态系统的健康和安全。叶片和根系作为植物主要器官,其生理指标的变化对植物生长发育产生重要影响,根叶及其功能性状会通过权衡关系或协同效应来适应环境变化,使植物采取相应的生理响应策略来维
脱水污泥作为污水处理厂的副产物,含有重金属、有毒有机物、病原菌等污染物,易对环境造成二次污染。随着我国污水处理能力的不断提升,脱水污泥产量与日俱增,其处理处置已经成为我国生态文明建设过程中急需解决的难题。蚯蚓堆肥是一种有机废弃物生物降解技术,其产物蚯蚓粪颗粒富含氮、磷、钾等多种作物生长所需营养元素。然而,由于污泥蚯蚓堆肥工艺时间较长,需添加一些辅料来提升其堆肥效率和质量。先前研究发现,添加生物质炭
天然产物的结构简化是将天然产物成功转化为上市药物的重要策略之一。目前,天然产物简化的成功案例越来越多,如吗啡(Morphine)、除虫菊酯I(Pyrethrin I)、粘蘑菌素(Strobilurin A)等。这些成功案例,为设计合成新型杀菌实体,提供了新的思路。白叶藤碱(Cryptolepine)是从血红白叶藤(Cryptolepis sanguinolenta)的干燥根中提取分离得到的生物碱,