信号分子AHLs强化沸石挂膜持续修复污染底泥的实验研究

摘要

控制沉积物内源污染，防治水库湖泊等水体富营养化的问题一直受到国内外学者的高度关注，采用挂膜沸石覆盖法进行底泥修复是有前景的原位处理技术。但如何提高挂膜沸石覆盖层的原位再生率，使之可以持续修复底泥甚至可以提高持续修复底泥的效果是一个有待攻克的难题。因此本研究选取两种AHLs信号分子 N-(3-oxohexanoyl)-L-homoserine lactone(OHHL)和 N-octanoyl-DL-homoserine lactone(C8-HSL)添加到沸石挂膜菌液中，考察两种信号分子对菌悬液在沸石表面附着能力的影响，而后调节碳氮比和比较不同碳源种类对细菌附着能力的影响，进而研究添加信号分子后，调节碳氮比后和改变碳源时挂膜沸石原位再生能力及持续修复底泥效果的变化，本研究旨在找到提高沸石上细菌附着能力的信号分子，从而提高挂膜沸石覆盖技术持续控制底泥污染、防治水体富营养化的效果。 1．投加1.0μM OHHL可使硝化细菌和反硝化细菌在沸石上群体聚集，该条件下细菌在沸石上的附着量由0.0166g/g提高至0.0430g/g，是未投加OHHL时的2.59倍，铵吸附沸石的原位再生能力提高了20%~40%。 2．调节碳氮比为7显著提高了反硝化细菌HF3和HF7在沸石和孔板上的群体聚集作用，使沸石生物附着量由未调节碳氮比时的0.0430g/g提高至0.0604g/g，使铵吸附沸石的原位再生能力大幅度提高至80%~88%。 3．碳源对投加信号分子后细菌的附着能力有影响，以乙酸钠为碳源的混菌附着能力最强，孔板生物附着量OD600为2.23和沸石生物附着量为0.0604g/g，比以甲醇为碳源时高20%和52%，比以葡萄糖为碳源时高11.39倍和14.91倍；以乙酸钠为碳源的挂膜沸石原位再生氨氮量提高了1.2~2.6倍，以甲醇为碳源的挂膜沸石原位再生氨氮量提高了1.67~4.78倍。 4．本研究发现控制C/N比为7、投加1.0μM OHHL可显著提高反硝化菌在沸石上的群集能力，四轮修复试验均可将上覆水总氮浓度控制在0.9mg/L~2.4mg/L，挂膜沸石覆盖层持续修复底泥周期长达4~5个月，该条件下挂膜沸石覆盖层生物去除的氨氮总量高达2.95mg/g，全部转化为氮气。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与依据

1.2 沉积物修复的研究现状

1.3细菌群体感应简介

1.4研究内容

2 实验材料与方法

2.1实验材料及装置

2.2实验方法

2.3 实验仪器及药品

3 信号分子对细菌在孔板表面附着性能的影响

3.2 实验材料与方案

3.3 实验结果与讨论

3.4 小结

4 信号分子对细菌在沸石表面附着性能的影响

4.1 前言

4.2 信号分子对细菌在沸石表面附着性能的影响实验

4.3 实验结果与分析

4.4 小结

5 信号分子对挂膜沸石原位再生能力的影响

5.1 前言

5.2 投加信号分子后挂膜沸石再生能力变化实验

5.3 实验结果与分析

5.4 小结

6信号分子强化挂膜沸石修复底泥的效果

6.1 前言

6.2 投加信号分子后挂膜沸石修复底泥实验

6.3 实验结果与分析

6.4 小结

7 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

致谢

参考文献

研究生期间的研究成果