梦清园芦苇湿地际微生物特性初步研究.pdf

中文摘要 长期以来，随着苏州河两岸人口日趋增多，工业迅速发展，大量生活污水 和工业废水未经处理直接排入苏州河，加之支流对苏州河的污染，使苏州河接纳 的污染负荷远远超过其自挣能力，水质逐渐恶化。七十年代末，苏州河上海市区 段已全部遭受到污染，常年黑臭。苏州河环境整治也成为了上海市环境保护和建 设的重中之重。由于人工湿地在污水净化有着许多优点，为此在梦清园建立了大 型人工芦苇湿地对苏州河水进行生态修复。人工湿地中有着非常复杂化学、物理 和生物的反应和循环，这些反应是由湿地内的动植物和微生物共同参与完成的， 其中微生物是人工湿地净化污水的主要作用者，它们把有机物作为营养源转化为 组成物质和能量。因此，对芦苇湿地根际和非根际研究有相当重要的意义。 本文以梦清园人工芦苇湿地为研究对象，分析芦苇根际与非根际性质动态变 化，并且研发出一种新型的微生物制剂，研究确认了人工接种微生物菌剂有利于 改善湿地系统中微生物特征，进而增强微生物降解功能。还采用了PCR．SSCP 分子生物学技术来研究不同时期内湿地芦苇根际和非根际微生物群落结构及优 势菌群的变化，可以为人工湿地和其它生物法处理城市景观水体研究提供微生物 学的信息。 得出的主要结论如下： 1．对小试装置和梦清园芦苇湿地监测发现芦苇根际微生物数量均高于非根 际，根际和非根际微生物数量分布均为异养细菌)放线菌)真菌，异养细菌根际 效应最为明显。功能微生物在根际数量分布为亚硝酸细菌)反硝化细菌)硝酸细 菌，亚硝酸细菌根际效应最明显。芦苇根际土壤呼吸强度高于非根际，而且土壤 呼吸强度随着土壤异养细菌数量增加而增加。 2．芦苇根际泌氧作用使得根际Eh高于非根际，并且土壤Eh随着土壤微生物 数量的增加而减少。由于芦苇对氨氮的吸收能力较强，导致根际pH低于非根际。 3．，J、试装置研究发现根际异养细菌、真菌和放线菌以及硝酸细菌和亚硝酸细 菌的数量随着水力停留时间增加而增加。当进水污水浓度过高时，由于芦苇根际 泌氧能力远远不能满足根际好氧微生物对氧的需求，从而导致根际好氧微生物数 量的下降。 4．用各种商品菌剂和酶制剂、生物促生剂以及活性污泥来驯化培养苏州河 水，经过3周左右，得到的复合菌剂对苏州河水样中有机氮、氨氮的转化效率比 其他菌剂要高出一倍多，36小时对氨氮转化率最高可以达到88．4％。试验检测 发现复合菌剂中的微生物数量比单一商品菌剂要高，证实驯化复配方法有效可 行。 5．在试验围隔中投加复配微生物制剂使得芦苇根际和非根际微生物数量及 酶活性都有大幅度的增加，其中根际异养细菌数量增加最为明显。由于微生物数 量和酶活性增加，试验围隔中污染物去除率均高于空白对照组。加菌剂组和对照 组中酶活性和异养细菌数量之间的呈正相关，尤其加菌剂组与酶活性的相关性达 到O．8以上． 6．比较芦苇湿地上游和下游的两个采样点，上游非根际底泥中的异养细菌数 量高于下游，而亚硝酸细菌数量低于下游。根际异养细菌数量分布却相反，下游 根际异养细菌和硝化细菌数量高于上游。 7．根际异养细菌的数量在9月份达到最大，根际真菌、反硝化细菌和硝化细 菌数量没有较大的变化，这说明芦苇生长过程中根系分泌的各种代谢产物为微生 物提供了营养。即使在低温下也能使芦苇根际具有很高的生物量。非根际微生物 数量随着季节有较大的变化。 8．运用PCR．SSCP技术对芦苇人工湿地根际与非根际微生物群落结构研究主 要结果是：①根际微生物多样性明显高于非根际，而且根际微生物多样性随季节 变化不大，非根际微生物多样性则呈现季节性变化，表现为冬季多样性下降。② 非根际微生物随季节变化其相似性变化也较大，而根际微生物相似性则较高。根 际微生物与非根际微生物相似性较低。③经过测序和基因库序列对比后，得知芦 苇人工湿地中非根际优势微生物主要是芽孢杆菌，根际优势微生物除了芽孢杆菌 之外，还包括假单孢菌、气单孢菌。它们在芦苇湿地系统处理污水过程可能发挥 着重要的作用。 关键词：人工湿地芦苇根际微生物 微生物制剂PCR．SSCP Since time andtheindustrial long ago，Withincreasingpopulation development withtheSuZhouRiverbanks massive andthe alon