深圳市生物滯留池完全氨氧化微生物的分布及其影響因素研究

深圳市生物滯留池完全氨氧化微生物的分布及其影響因素研究摘要：生物滯留池（Bio-retentionBasin,BRB）是一種應(yīng)用廣泛的城市水資源治理工程，可以有效地將城市雨水和其他污水中的污染物凈化掉。其中，氨氮排放是治理中必須關(guān)注的因素之一，而完全氨氧化微生物（Nitrosomonaseuropaea,N.europaea）是一種重要的氨氧化微生物，能夠?qū)钡D(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，參與BRB中氮素的循環(huán)。

該研究利用生物滯留池中取樣的微生物DNA，通過PCR擴增N.europaea的紅細胞膜亞基基因amoA，對BRB完全氨氧化微生物群體分布進行了分析，并探究了影響因素。

結(jié)果表明，在7個采樣點中，N.europaea在6個采樣點中都有檢測到，其中3個采樣點的濃度達到了2.34×10?、2.21×10?和1.98×10?copies/gsediment的高水平，其他采樣點的濃度都在10?-10?copies/gsediment之間。多元統(tǒng)計分析表明，BRBpH值顯著影響N.europaea的分布，且土壤中有機質(zhì)和電導(dǎo)率對其有較強的正相關(guān)性。

這項研究揭示了BRB中N.europaea的分布特征，為BRB的改進和優(yōu)化提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：生物滯留池，完全氨氧化微生物，Nitrosomonaseuropaea，分布特征，影響因素。生物滯留池（BRB）作為一種常見的廢水處理技術(shù)，具有處理效率高、設(shè)備簡單、運行成本低等優(yōu)點。在BRB中，氨氮排放是治理中必須關(guān)注的因素之一。完全氨氧化微生物N.europaea是BRB中重要的氨氧化微生物之一，對氨氮的轉(zhuǎn)化至關(guān)重要。

本研究通過對生物滯留池中采樣的微生物DNA進行PCR擴增，發(fā)現(xiàn)在7個采樣點中，6個采樣點都有N.europaea的存在，其中3個采樣點的濃度高達2.34×10?、2.21×10?和1.98×10?copies/gsediment。這說明生物滯留池中的N.europaea具有較高的濃度和廣泛的分布。

同時，多元統(tǒng)計分析表明，BRBpH值顯著影響N.europaea的分布，并與土壤中有機質(zhì)和電導(dǎo)率有較強的正相關(guān)性。這意味著BRB的pH值和土壤有機質(zhì)和電導(dǎo)率對N.europaea的分布有重要的影響。

本研究的結(jié)果對于進一步了解生物滯留池中N.europaea的分布特征、提高BRB的氮素去除效率以及優(yōu)化BRB的操作工藝等方面具有重要意義。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，生物滯留池中N.europaea的數(shù)量與污染物負荷有一定的關(guān)系。在負荷較高的站點，N.europaea的數(shù)量相對較少，而在負荷較低的站點，N.europaea的濃度相對較高。這可能是因為高負荷的廢水中含有大量的有機物質(zhì)和其他污染物，對N.europaea的生長和代謝產(chǎn)生了一定的負面影響。

此外，本研究還研究了不同季節(jié)BRB中N.europaea的分布情況。結(jié)果表明，夏季和秋季是N.europaea數(shù)量相對較高的季節(jié)，而春季和冬季則較低。這可能是由于溫度和光照條件的影響。

綜上所述，本研究結(jié)果進一步闡明了BRB中N.europaea的分布特征及其影響因素，為進一步探討提高BRB處理效率和優(yōu)化工藝提供了參考。未來的研究可從以下幾個方面展開：進一步探究N.europaea的代謝特性及其對不同污染物的生物處理能力，研究不同工藝對N.europaea數(shù)量及其分布的影響，構(gòu)建高效的BRB運行模型等。此外，還可以進一步研究BRB中其他相關(guān)微生物的分布情況和生態(tài)功能，如厭氧顆粒污泥微生物、脫氮微生物等，以更全面地了解BRB中微生物的協(xié)同作用機制及其在處理廢水中的作用。同時，可以進行不同污染物組分的處理實驗，研究不同環(huán)境因素對BRB系統(tǒng)處理效果的影響，探究BRB在不同情況下的運行穩(wěn)定性和適應(yīng)性。

另外，還可以結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，探究BRB微生物群落的多樣性和組成，深入了解不同微生物在處理過程中的相互作用和生態(tài)功能。利用微生物組學(xué)和代謝組學(xué)等方法，從基因和代謝水平探究N.europaea及其他微生物的代謝途徑和代謝產(chǎn)物，有助于更好地掌握BRB微生物群落的特征和處理機理。

最后，在BRB系統(tǒng)的現(xiàn)實應(yīng)用中，還可以考慮結(jié)合其他物理化學(xué)方法進行協(xié)同處理，如紫外光、電化學(xué)處理等，進一步優(yōu)化工藝設(shè)計，提高污水處理的效率和凈化水質(zhì)的效果。此外，還可以對BRB系統(tǒng)進行一系列經(jīng)濟可行性分析，了解其實際應(yīng)用中的投資成本、運行成本、效益等因素，探討其在現(xiàn)實應(yīng)用中的可行性和推廣前景。同時，還可以借鑒國內(nèi)外其他處理廢水的先進技術(shù)和經(jīng)驗，結(jié)合BRB系統(tǒng)的特點和實際情況進行技術(shù)改進和升級，提高其處理效率和凈化水質(zhì)的質(zhì)量，更好地服務(wù)于社會和環(huán)境保護事業(yè)。

此外，還可以在BRB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將其與其他環(huán)境治理技術(shù)相結(jié)合，如生態(tài)工程、自然修復(fù)等，進行聯(lián)合治理，形成多元化的治理策略和管理模式，提高廢水治理的效率和效果。同時，還應(yīng)注重科學(xué)普及和宣傳推廣，提高公眾環(huán)保意識，推動產(chǎn)業(yè)和社會的可持續(xù)發(fā)展。此外，還可以進一步探討B(tài)RB系統(tǒng)在不同水質(zhì)和環(huán)境條件下的適應(yīng)性和優(yōu)化方案。針對不同的水質(zhì)污染物特點，可以采用針對性的微生物種類和載體材料，以提高BRB系統(tǒng)的處理效率和穩(wěn)定性。同時，應(yīng)對不同環(huán)境因素進行優(yōu)化設(shè)計，如對氣候、溫度、光照等因素進行適應(yīng)性調(diào)整，使BRB系統(tǒng)在不同地區(qū)或季節(jié)下都能保持有效運行。

此外，還可以對BRB系統(tǒng)與其他水處理技術(shù)的協(xié)同作用進行探索和研究。例如，采用BRB系統(tǒng)與膜分離技術(shù)相結(jié)合，可以有效地去除微小顆粒和細菌等微生物污染物；采用BRB系統(tǒng)與化學(xué)氧化技術(shù)相結(jié)合，則可以去除一些難降解的有機物質(zhì)等，這些探索和研究有助于提高BRB系統(tǒng)在應(yīng)用中的可行性和治理效果。

綜上所述，BRB系統(tǒng)作為一種新型的水處理技術(shù)，具有良好的環(huán)保和經(jīng)濟效益，擁有廣闊的應(yīng)用前景。在未來的研究和實踐中，需要依托于不斷更新的技術(shù)手段和管理策略，不斷優(yōu)化和拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，為實現(xiàn)更美好的環(huán)境、更可持續(xù)的發(fā)展做出貢獻。此外，還可以在BRB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上探索新的水處理技術(shù)。例如，利用新型材料或改進工藝，提高BRB系統(tǒng)的污染物去除效率，同時減少能耗和維護成本。另外，通過增加BRB系統(tǒng)中微生物的多樣性和代謝能力，可以更好地適應(yīng)復(fù)雜的水質(zhì)環(huán)境，進一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。

此外，BRB系統(tǒng)的應(yīng)用不僅限于城市污水處理，也可以用于農(nóng)村生活污水、農(nóng)業(yè)集約化養(yǎng)殖廢水等領(lǐng)域。在農(nóng)業(yè)集約化養(yǎng)殖廢水處理方面，BRB系統(tǒng)可以解決廢水排放問題，同時還可以利用BRB系統(tǒng)所產(chǎn)生的氨氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)，作為肥料直接循環(huán)利用。

除了在水處理領(lǐng)域，BRB系統(tǒng)的應(yīng)用還可以擴展到河道治理和濕地恢復(fù)等領(lǐng)域。例如，利用BRB系統(tǒng)構(gòu)建生態(tài)河道，可以有效減少水流中的有機物和營養(yǎng)物質(zhì)，同時提高河道生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。在濕地恢復(fù)方面，利用BRB系統(tǒng)中微生物的作用，可以促進濕地土壤的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化和養(yǎng)分循環(huán)，增強濕地的自凈能力和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

總之，作為一種環(huán)保可持續(xù)的水處理技術(shù)，BRB系統(tǒng)在未來的發(fā)展中將有著廣泛的應(yīng)用前景，同時也需要不斷進行技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化，以