夢清園蘆葦濕地根際微生物特性初步研究.pdf

1、長期以來，隨著蘇州河兩岸人口日趨增多，工業(yè)迅速發(fā)展，大量生活污水和工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排入蘇州河，加之支流對蘇州河的污染，使蘇州河接納的污染負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其自凈能力，水質(zhì)逐漸惡化。七十年代末，蘇州河上海市區(qū)段已全部遭受到污染，常年黑臭。蘇州河環(huán)境整治也成為了上海市環(huán)境保護(hù)和建設(shè)的重中之重。由于人工濕地在污水凈化有著許多優(yōu)點(diǎn)，為此在夢清園建立了大型人工蘆葦濕地對蘇州河水進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。人工濕地中有著非常復(fù)雜化學(xué)、物理和生物的反應(yīng)和循環(huán)，這些反

2、應(yīng)是由濕地內(nèi)的動植物和微生物共同參與完成的，其中微生物是人工濕地凈化污水的主要作用者，它們把有機(jī)物作為營養(yǎng)源轉(zhuǎn)化為組成物質(zhì)和能量。因此，對蘆葦濕地根際和非根際研究有相當(dāng)重要的意義。 本文以夢清園人工蘆葦濕地為研究對象，分析蘆葦根際與非根際性質(zhì)動態(tài)變化，并且研發(fā)出一種新型的微生物制劑，研究確認(rèn)了人工接種微生物菌劑有利于改善濕地系統(tǒng)中微生物特征，進(jìn)而增強(qiáng)微生物降解功能。還采用了PCR-SSCP分子生物學(xué)技術(shù)來研究不同時(shí)期內(nèi)濕地蘆葦根

3、際和非根際微生物群落結(jié)構(gòu)及優(yōu)勢菌群的變化，可以為人工濕地和其它生物法處理城市景觀水體研究提供微生物學(xué)的信息。 得出的主要結(jié)論如下： 1．對小試裝置和夢清園蘆葦濕地監(jiān)測發(fā)現(xiàn)蘆葦根際微生物數(shù)量均高于非根際，根際和非根際微生物數(shù)量分布均為異養(yǎng)細(xì)菌)放線菌)真菌，異養(yǎng)細(xì)菌根際效應(yīng)最為明顯。功能微生物在根際數(shù)量分布為亞硝酸細(xì)菌)反硝化細(xì)菌>硝酸細(xì)菌，亞硝酸細(xì)菌根際效應(yīng)最明顯。蘆葦根際土壤呼吸強(qiáng)度高于非根際，而且土壤呼吸強(qiáng)度隨著土壤

4、異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量增加而增加。 2．蘆葦根際泌氧作用使得根際Eh高于非根際，并且土壤Eh隨著土壤微生物數(shù)量的增加而減少。由于蘆葦對氨氮的吸收能力較強(qiáng)，導(dǎo)致根際pH低于非根際。 3．小試裝置研究發(fā)現(xiàn)根際異養(yǎng)細(xì)菌、真菌和放線菌以及硝酸細(xì)菌和亞硝酸細(xì)菌的數(shù)量隨著水力停留時(shí)間增加而增加。當(dāng)進(jìn)水污水濃度過高時(shí)，由于蘆葦根際泌氧能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足根際好氧微生物對氧的需求，從而導(dǎo)致根際好氧微生物數(shù)量的下降。 4．用各種商品菌劑和酶制劑

5、、生物促生劑以及活性污泥來馴化培養(yǎng)蘇州河水，經(jīng)過3周左右，得到的復(fù)合菌劑對蘇州河水樣中有機(jī)氮、氨氮的轉(zhuǎn)化效率比其他菌劑要高出一倍多，36小時(shí)對氨氮轉(zhuǎn)化率最高可以達(dá)到88.4％。試驗(yàn)檢測發(fā)現(xiàn)復(fù)合菌劑中的微生物數(shù)量比單一商品菌劑要高，證實(shí)馴化復(fù)配方法有效可行。 5．在試驗(yàn)圍隔中投加復(fù)配微生物制劑使得蘆葦根際和非根際微生物數(shù)量及酶活性都有大幅度的增加，其中根際異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量增加最為明顯。由于微生物數(shù)量和酶活性增加，試驗(yàn)圍隔中污染物去除率均高于空

6、白對照組。加菌劑組和對照組中酶活性和異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量之間的呈正相關(guān)，尤其加菌劑組與酶活性的相關(guān)性達(dá)到0.8以上。 6．比較蘆葦濕地上游和下游的兩個(gè)采樣點(diǎn)，上游非根際底泥中的異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量高于下游，而亞硝酸細(xì)菌數(shù)量低于下游。根際異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量分布卻相反，下游根際異養(yǎng)細(xì)菌和硝化細(xì)菌數(shù)量高于上游。 7．根際異養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量在9月份達(dá)到最大，根際真菌、反硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌數(shù)量沒有較大的變化，這說明蘆葦生長過程中根系分泌的各種代謝產(chǎn)物為微生

7、物提供了營養(yǎng)，即使在低溫下也能使蘆葦根際具有很高的生物量。非根際微生物數(shù)量隨著季節(jié)有較大的變化。 8．運(yùn)用PCR-SSCP技術(shù)對蘆葦人工濕地根際與非根際微生物群落結(jié)構(gòu)研究主要結(jié)果是：①根際微生物多樣性明顯高于非根際，而且根際微生物多樣性隨季節(jié)變化不大，非根際微生物多樣性則呈現(xiàn)季節(jié)性變化，表現(xiàn)為冬季多樣性下降。②非根際微生物隨季節(jié)變化其相似性變化也較大，而根際微生物相似性則較高。根際微生物與非根際微生物相似性較低。③經(jīng)過測序和基因