城市污水处理厂中氨氧化菌及细菌群落结构与功能研究
城市污水处理厂中氨氧化菌及细菌群落结构与功能研究【摘要】:城市污水是我国水体的重要污染源,生物处理是解决城市污水问题最经济有效且应用最普遍的方法。在生物处理系统中,微生物是污染物去
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-13
- 第1章 绪论13-36
- 1.1 微生物群落结构解析方法及其应用14-19
- 1.1.1 传统培养方法及其局限性15
- 1.1.2 生理学指纹方法15
- 1.1.3 生物标记物方法15
- 1.1.4 现代分子生物学方法15-19
- 1.2 微生物群落结构数据的分析方法19-23
- 1.2.1 多样性指数19-20
- 1.2.2 群落结构相似度分析方法20-21
- 1.2.3 排序21-23
- 1.3 城市污水处理厂中微生物群落结构的研究进展23-27
- 1.4 AOB、AOA 及其群落结构的研究进展27-33
- 1.4.1 生物脱氮过程27-29
- 1.4.2 AOB 的生长特性及分类29
- 1.4.3 AOB 群落结构的研究进展29-33
- 1.4.4 AOA 的研究进展33
- 1.5 研究目的与内容33-36
- 1.5.1 研究问题的识别33-34
- 1.5.2 研究目的与意义34
- 1.5.3 研究内容34
- 1.5.4 技术路线34-36
- 第2章 微生物群落结构解析方法的建立及优化36-65
- 2.1 试验仪器及试剂36
- 2.2 活性污泥总DNA 提取方法的优选36-43
- 2.2.1 供试活性污泥样品37-38
- 2.2.2 物理化学破壁法38-39
- 2.2.3 机械破壁法39-41
- 2.2.5 PCR 法验证DNA 提取效果41-42
- 2.2.6 三种DNA 提取方法的综合分析42-43
- 2.3 PCR 扩增程序的优化43-46
- 2.4 T-RFLP 方法的分析步骤46-48
- 2.4.1 PCR 产物的酶切46-48
- 2.4.2 毛细管电泳48
- 2.5 克隆文库的分析步骤48-52
- 2.5.1 基因的扩增与纯化49
- 2.5.2 扩增产物与T 载体连接49
- 2.5.3 连接产物转化大肠杆菌49-50
- 2.5.4 克隆文库的筛选与DNA 测序50-52
- 2.6 定量PCR 方法的建立及优化52-61
- 2.6.1 供试DNA 样品52
- 2.6.2 建立标准品的方法52-55
- 2.6.3 定量PCR 方法的优化措施55
- 2.6.4 定量PCR 优化结果与讨论55-61
- 2.7 数据分析方法61-64
- 2.7.1 T-RFLP 图谱的预处理61
- 2.7.2 物种丰度计算61
- 2.7.3 多样性指数计算61-62
- 2.7.4 聚类分析62
- 2.7.5 除趋势典范对应分析62-63
- 2.7.6 移动窗口分析法63
- 2.7.7 群落结构均度分析63
- 2.7.8 相关分析63-64
- 2.7.9 回归分析64
- 2.8 本章小结64-65
- 第3章 不同污水处理厂AOB 群落结构的比较研究65-82
- 3.1 试验材料与方法65-69
- 3.1.1 污水处理厂及采样65-66
- 3.1.2 试验方法66-69
- 3.2 不同污水厂AOB 群落的一般特征69-73
- 3.3 影响AOB 群落结构的因素分析73-76
- 3.3.1 AOB 群落结构的空间分布73-75
- 3.3.2 处理工艺对AOB 群落结构的影响75
- 3.3.3 处理规模对AOB 群落结构的影响75-76
- 3.3.4 不同水质对AOB 群落结构的影响76
- 3.4 城市污水处理厂AOB 物种分析76-81
- 3.4.1 不同T-RF 对应的AOB 种类76-78
- 3.4.2 AOB 系统发育特征分析78-81
- 3.5 本章小结81-82
- 第4章 不同污水处理厂细菌群落结构的比较研究82-101
- 4.1 试验材料与方法82-83
- 4.1.1 污水处理厂及采样82
- 4.1.2 试验方法82-83
- 4.2 城市污水处理厂细菌群落的一般特征83-89
- 4.3 影响细菌群落结构的因素分析89-91
- 4.3.1 细菌群落结构的空间分布89
- 4.3.2 处理规模对细菌群落结构的影响89-90
- 4.3.3 处理工艺对细菌群落结构的影响90-91
- 4.3.4 处理水质对细菌群落结构的影响91
- 4.4 城市污水处理厂细菌物种分析91-100
- 4.4.1 不同T-RF 对应的细菌种类91-94
- 4.4.2 细菌系统发育特征分析94-100
- 4.5 本章小结100-101
- 第5章 AOB 群落结构动态变化规律与功能的关系101-119
- 5.1 试验材料与方法101-102
- 5.1.1 污水处理系统及采样101
- 5.1.2 试验方法101-102
- 5.2 污水处理厂的运行效果102-105
- 5.2.1 系统A1 去除BOD 和氨氮的效果102
- 5.2.2 系统A2 去除BOD 和氨氮的效果102-103
- 5.2.3 系统A3 去除BOD 和氨氮的效果103-105
- 5.3 AOB 群落结构变化与功能的关系105-109
- 5.3.1 系统A1 中AOB 群落变化规律105-106
- 5.3.2 系统A2 中AOB 群落变化规律106-108
- 5.3.3 系统A3 中AOB 群落变化规律108-109
- 5.4 AOB 群落结构与环境因子的关系分析109-117
- 5.4.1 系统A1 中AOB 群落与环境因子关系分析109-112
- 5.4.2 系统A2 中AOB 群落与环境因子关系分析112-114
- 5.4.3 系统A3 中AOB 群落与环境因子关系分析114-117
- 5.5 小结117-119
- 第6章 AOB 动态变化的定量 PCR 分析119-124
- 6.1 试验材料与方法119
- 6.1.1 污水处理系统及采样119
- 6.1.2 AOB 的定量分析方法119
- 6.2 污水处理系统运行效果119-121
- 6.3 AOB 数量变化121
- 6.4 AOB 数量和氨氮去除率之间的关系121-123
- 6.4.1 AOB 数量与氨氮去除率的相关分析121-122
- 6.4.2 AOB 数量与氨氮去除率的回归分析122-123
- 6.5 讨论123
- 6.6 本章小结123-124
- 第7章 细菌群落结构的动态变化规律与功能的关系124-141
- 7.1 试验材料与方法124-125
- 7.1.1 污水处理系统及采样124-125
- 7.1.2 试验方法125
- 7.2 污水处理厂的运行效果125-128
- 7.2.1 系统A1 去除BOD 和TN 的效果125-126
- 7.2.2 系统A2 去除BOD 和TN 的效果126
- 7.2.3 系统A3 去除BOD 和TN 的效果126-127
- 7.2.4 系统81 去除 BOD 和TN 的效果127
- 7.2.5 系统82 去除 BOD 和TN 的效果127-128
- 7.3 细菌群落的动态变化规律128-136
- 7.3.1 系统A1 中细菌群落的变化规律128-130
- 7.3.2 系统A2 中细菌群落的变化规律130-132
- 7.3.3 系统A3 中细菌群落的变化规律132-133
- 7.3.4 系统B1 中细菌群落的变化规律133-135
- 7.3.5 系统B2 中细菌群落的变化规律135-136
- 7.4 群落内物种均度分析136-139
- 7.5 讨论139-140
- 7.6 本章小结140-141
- 第8章 结论与建议141-143
- 8.1 结论141-142
- 8.2 建议142-143
- 参考文献143-152
- 致谢152-153
- 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果153-154
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