湖滨带菌群分布特征及兼性菌对有机污染物去除效果研究

摘要

湖滨带沉积物有机物污染是我国富营养化湖泊普遍存在的问题，其中微生物降解是有机污染物分解的关键环节，相对于微生物的好氧降解，厌氧降解过程会减少对环境的二次污染。湖滨带氧环境复杂，既能存活于无氧条件，又能存活于有氧条件的兼性厌氧菌是有机污染物降解的最佳选择。本研究调查了太湖湖滨带沉积物菌群的垂直分布特征并研究了兼性厌氧菌群对有机污染物的去除效果，为湖滨带有机污染物的降解提供了必要的理论依据。
　　 对太湖西部沿岸、东太湖和贡湖湖滨带沉积物进行了菌群数量、活性及相关环境因子垂直分布的调查。结果表明：沉积物呈还原态显酸性，随深度的增加Eh逐渐减小，pH逐渐增大，且pH呈逐年减小趋势。TN和TOM随深度增加而减少，三种厌氧呼吸所需的常见电子受体垂直分布均呈下降趋势，其中SO42-含量明显高于NO3-和Fe3+，占主导地位。随深度的增加好氧菌和兼性菌菌群数量减少，而厌氧菌菌群数量则先增大后减小，相对于好氧菌和厌氧菌，兼性厌氧菌菌群各层的分布变化差异较小，对湖滨带环境有更好适应性，微生物活性的分布则主要受菌群数量、电子受体、Eh和pH的影响。
　　 对实验室已筛选出的兼性厌氧菌进行呼吸方式的鉴定并绘制了菌群的生长曲线。结果显示，所筛选出的优势菌种都属于兼性厌氧菌。由菌群的生长曲线可知，菌群的延迟期较短为8h，对数期为8～36h，培养36h后进入稳定期，培养至88h未见到其衰退期。
　　 研究了兼性厌氧菌群不同接种量下对太湖湖滨带沉积物有机污染物的去除效果及微生物群落结构的影响，接种量分别为1％，5%，10%，20%，50%(体积比)。结果表明：与对照组相比，接种兼性厌氧菌群能显著提高TOC、TN的去除率，且接种量为10%时，TOC和TN的去除效果最好。补充实验证明接种菌液中大量的有机碳、氮源会引起样品初始值升高，建议在使用接种菌液前进行3次无菌水冲洗。另外，接种兼性厌氧菌群可使湖滨带沉积物兼性厌氧菌的菌群数量和活性显著提高，且接种量为10%时兼性厌氧菌菌群数量增长率(第0～1天)和微生物的活性(第0天)均达到最大值。综合考虑接种兼性厌氧菌群对湖滨带沉积物有机污染物的去除效果以及对菌群分布和活性的影响，确定其最佳接种量为10%。