《不同污水生物脫氮工藝中AOA和AOB的種群數量和組成特徵》是依託北京工業大學，由高景峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：不同污水生物脫氮工藝中AOA和AOB的種群數量和組成特徵
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高景峰
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氨氧化是生物硝化的限速步驟。一百多年來,氨氧化過程被認為是氨氧化細菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)完成的,近年來發現氨氧化古菌(Ammonia-Oxidizing Archaea,AOA)在自然界中廣泛存在且豐度超過AOB,預示著其在氨氧化過程中的潛在貢獻。本課題針對目前國內外尚未對污水生物脫氮工藝中AOA和AOB展開深層次的基礎理論研究,缺乏對污水生物脫氮工藝中AOA和AOB的種類和豐度、時空演替規律、影響因子等的深入了解的現狀,擬運用分子生物學技術,深入研究不同污水生物脫氮工藝中AOA和AOB的種群數量、組成特徵、影響因子、兩者的貢獻及相互作用規律等,探求AOA和AOB在不同類型生物脫氮工藝中的作用,闡明氨氧化過程AOA和AOB的微生態結構和調節機制,為充分利用AOA和AOB,提高生物脫氮效率,開發新型污水生物脫氮系統提供微生物學基礎和技術指導。
結題摘要
目的和意義：本課題針對不同污水生物脫氮工藝中AOA和AOB的種群數量和組成特徵展開深層次的基礎理論研究,並初步探究了兩者的相對貢獻。 主要技術手段：採用基於amoA基因的分子生物學技術來開展研究，包括：PCR、克隆、測序、實時螢光定量PCR（qPCR）和穩定同位素核酸探針技術（DNA-SIP）等。 主要研究內容：共完成了11個研究內容。 研究內容1、2、3、4：研究了北京8個實際WWTPs中共12個樣品中AOA和AOB的種群數量和種屬組成特徵；研究了北京等五地共10個實際WWTPs中AOA和AOB的種群數量和種屬組成特徵；研究了我國11個省份,共32個實際WWTPs（35個樣品）中AOA和AOB的種群數量和種屬組成特徵；研究了我國4個省份10個土壤樣品中AOA和AOB的種群數量和種屬組成特徵。 研究內容5、6、7：以實驗室現有污泥為種泥,研究了鹼度、溶解氧、氨氮濃度對AOA和AOB種群數量和組成特徵的長期（238天、176天、217天）影響。 研究內容8、9：以含有AOA和AOB的污泥為種泥,（重新）研究了不同氨氮濃度對AOA和AOB種群數量和組成特徵的影響（140天）;研究了不同抑制劑對AOA和AOB的影響。 研究內容10、11：；針對同時含有AOA和AOB的污泥,套用DNA-SIP技術初步研究了AOA和AOB在氨氧化過程中的作用以及不同濃度的納米材料TiO2和Al2O3對AOA和AOB的影響。 重要成果： 1：在共50個實際WWTP中（研究內容1、2、3）,AOA均普遍存在,其中近1半的WWTP中,AOA的數量高於AOB。污水處理系統中的AOA主要是Nitrososphaera cluster、AOB主要是Nitrosomonas cluster。在8個典型土壤樣品中AOA普遍存在,且數量高於AOB（研究內容4）,在污水土地處理系統中可能AOA的貢獻大於AOB。 2：對AOA而言,實驗室小試的研究結果（研究內容5、6、7）與實際WWTP發生的情況相去甚遠。AOA難於培養（研究內容8、9）。因此,需要進行WWTP的原位研究。 3：DNA-SIP微宇宙實驗結果（研究內容10、11）初步表明AOB數量大於AOA的某WWTP中,AOB和AOA共同參與氨氧化過程；而在AOA數量大於AOB的某WWTP中,AOA是氨氧化的主要執行者。
