外源和内源呼吸模式下好氧活性污泥的微生物群落演替及生物活性特征

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1、生态环境学报2013,22(12):1887-1892http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com外源和内源呼吸模式下好氧活性污泥的微生物群落演替及生物活性特征*罗茜，马宏瑞，朱超，花莉陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021摘要：通过模拟好氧活性污泥实验，采用PCR-DGGE技术并监测不同时期的CODCr、脱氢酶和总蛋白质的质量浓度，研究在外源和内源呼吸模式下，微生物群落结构及相关生

2、物活性的变化。结果表明：未添加碳源处理中CODCr的质量浓度稳定-1-1-1-1在100mg·L左右；脱氢酶的质量浓度从1μg·mL降低到接近0μg·mL；总蛋白的质量浓度从0.05mg·mL上升至0.07-1-1-1mg·mL后下降至0.01mg·mL左右；同时，微生物群落结构变化不大。外加葡萄糖处理中CODCr的质量浓度从1000mg·L-1-1-1-1下降并稳定在100mg·L左右；脱氢酶的质量浓度从2μg·mL上升到5μg·mL；总蛋白的质量浓度均从0.05mg·mL上升-1-1至0.07m

3、g·mL后下降至0.005mg·mL左右；同时，微生物群落多样性呈现收敛趋势。内源和外源呼吸模式下的活性污泥中，变形菌门（Proteobacteria）都是绝对优势种群，其次是拟杆菌门（Bacteroidetes）。内源呼吸末期δ-变形菌门（Deltaproteobacteria）消失，外源呼吸末期硝化螺菌门（Nitrospirae）消失。关键词：内源呼吸；外源呼吸；好氧活性污泥；微生物群落结构；PCR-DGGE中图分类号：X172文献标志码：A文章编号：1674-5906（2013）12-1887

4、-06引用格式：罗茜，马宏瑞，朱超，花莉.外源和内源呼吸模式下好氧活性污泥的微生物群落演替及生物活性特征[J].生态环境学报,2013,22(12):1887-1892.LUOQian,MAHongrui,ZHUChao,HUALi.Bacterialcommunityandmetaboliccharacteristicsduringendogenousandexogenousperiodsinactivatedsludge[J].EcologyandEnvironmentalSciences,20

5、13,22(12):1887-1892.由于我国污水直排标准中对出水CODCr要求演替和多样性差异的报道还很有限，而采用传统菌[7]较高，造成许多城市污水处理厂生化段的末端水中种分离培养的方法无法全面反映细菌群落构成。[1]都会出现碳源偏低的现象，由此造成活性污泥中基于PCR的变性梯度凝胶电泳(denaturinggradient的微生物面临内源呼吸和外源呼吸交替的问题，而gelelectrophoresis，DGGE)技术是微生物生态学的[8]这两种呼吸模式势必引起微生物群落结构、代谢活主要研究工

6、具之一，普遍适用于活性污泥体系中性和环境功能的改变。因此，研究无碳源和外加碳微生物群演替和多样性的分析研究。源条件下活性污泥中微生物群落结构的演替和期本文以碳源为限制营养，选择葡萄糖为外加速间的代谢活性，对提高污水生物处理过程中活性污效碳源，采用PCR-DGGE技术并结合荧光定量PCR泥的能效和改进控制参数具有重要的指导意义和（Real-timePCR）研究内源与外源呼吸下微生物群理论价值。落结构以及个别种群的丰度，同时监测了系统中目前有关污水处理系统中微生物生态和影响CODCr、总蛋白和脱氢酶质量

7、浓度的变化，为更好[2]因素的问题是研究热点之一，内容涉及活性污泥的掌握活性污泥处理系统中的控制要点提供有用[3]中微生物群落多样性的时空变化、微生物群落结信息。[4]构变化与生物反应器运行参数的关系、环境污染1材料与方法[5]物引起的微生物群落结构变化等。微生物作为活1.1活性污泥来源[9]性污泥生态体系的构成主体，其对碳源的利用效率活性污泥取自咸阳污水处理厂CASS工艺曝和去除有机污染物的能力可反映生化污泥的活性气阶段的好氧活性污泥。该厂进出水指标为：CODCr[6]-1-1。但关于微生物群落结

8、构在内外源呼吸模式下的的质量浓度从400mg·L降到60mg·L、BOD5的基金项目：国家重点基础研究发展计划（973前期研究专项）（2011CB612309）作者简介：罗茜（1988年生），女，硕士研究生，主要研究方向为废水生物处理中微生物群落结构的演替。E-mail：170425185@qq.com*通信作者：马宏瑞（1963年生），男，教授，博士生导师，主要研究方向为环境污染物环境安全与修复机制。E-mail：lxlx520iwn@gmail.com收稿日期：2