高效降解聚乙烯醇紡織廢水處理系統(tǒng)中菌群結(jié)構(gòu)與多樣性研究.pdf

1、聚乙烯醇由于具有良好的粘附性、漿膜強(qiáng)韌性、耐磨性等性能而被廣泛應(yīng)用于紡織、造紙等行業(yè)。美國(guó)信息處理業(yè)務(wù)公司估計(jì)2012年中國(guó)生產(chǎn)和消費(fèi)了超過世界一半的聚乙烯醇，并且預(yù)計(jì)從2012到2017年中國(guó)的需求會(huì)以平均每年5.8％的速度增加。
　　1克聚乙烯醇產(chǎn)生0.016克5日生化需氧量(BOD5)或1.6克化學(xué)需氧量(COD)，較低的BOD5/COD比值(0.01)表明聚乙烯醇很難生物降解。好氧環(huán)境下聚乙烯醇的降解效率為74.5％～81

2、.3％，厭氧環(huán)境下則為17.2％。然而，這些研究大多是基于實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器短期實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，長(zhǎng)期原位穩(wěn)定運(yùn)行的污水處理系統(tǒng)的報(bào)道并不多。幸運(yùn)的是，在一個(gè)紡織公司中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的具有高效去除聚乙烯醇的污水處理系統(tǒng)。因此對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的研究，尤其是對(duì)該系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)、組成和功能的研究，對(duì)于聚乙烯醇降解來說有重要意義。
　　本研究利用454焦磷酸測(cè)序分析了隸屬同一個(gè)公司的原位長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的傳統(tǒng)好氧紡織廢水處理系統(tǒng)(W1)和好氧

3、厭氧處理系統(tǒng)(W2)，前者有較高的聚乙烯醇降解效率，后者降解效率一般。在97％的相似性下，共檢測(cè)到1678個(gè)(W1)和578個(gè)(W2)細(xì)菌分類操作單元，440個(gè)(W1)和434個(gè)(W2)個(gè)古菌分類操作單元，以及694個(gè)(W1)和1000個(gè)(W2)個(gè)真核生物操作單元。雖然兩個(gè)樣點(diǎn)中細(xì)菌和古菌是高度功能組織化的，但是三個(gè)不同域的主要微生物依然有很大的不同。在綱水平上，W1中Proteobacteria的幾個(gè)綱(α-，β-，δ-，γ-prot

4、eobacteria)分布相對(duì)均勻，而W2中的γ-proteobacteria是優(yōu)勢(shì)綱(75.65％)。在屬水平上，W1中的Methanosaeta是優(yōu)勢(shì)的古菌屬(70.07％)，并且可能促進(jìn)聚乙烯醇的生物降解。因此，γ-proteobacteria和Methanosaeta可能是導(dǎo)致兩個(gè)系統(tǒng)中聚乙烯醇降解效率不同的關(guān)鍵原核微生物。W1中脫氮細(xì)菌Nitrosomonadaceae(AOB)和Ottowia的相對(duì)豐都高于W2，而W1中的脫