珠江底泥的硝氮還原速率連續(xù)流動培養(yǎng)研究.pdf

1、珠江廣州河段作為具有感潮特性的亞熱帶地區(qū)城市河段，幾十年來接納了兩岸大量的含氮生活污水和工業(yè)廢水。在潮流特性、污染特點和氣候環(huán)境等要素的長期作用下，珠江廣州河段的水底沉積物(即底泥)，具有其應對氮污染的獨特生物特性和潛在能力。本文旨在探討珠江廣州河段底泥的潛在硝氮還原能力和主要硝氮還原途徑，以及與之相關(guān)的微生物特性。
　　 本論文自行設(shè)計了層狀底泥的連續(xù)流動培養(yǎng)實驗裝置，經(jīng)調(diào)試后用于對采自珠江廣州河段2個地點3種深度的6個底泥層

2、的連續(xù)流動培養(yǎng)實驗：設(shè)置預培養(yǎng)實驗和9種硝氮濃度梯度系列培養(yǎng)實驗，檢測培養(yǎng)出水的硝氮和氨氮濃度以及反硝化細菌數(shù)量，通過公式R=(Cin-Cout)Q/V計算培養(yǎng)實驗達到穩(wěn)定狀態(tài)時硝氮還原速率和氨氮生成速率，并運用Michaelis-Menten方程R=Rmax·C/Km+C計算珠江底泥的潛在硝氮還原速率和氨氮生成速率，分析珠江底泥進行硝氮還原的主要途徑和生物特性，并且論證本培養(yǎng)實驗方法運用于底泥硝氮還原反應動力特性研究的合理性。本文的主

3、要研究結(jié)論如下：
　　 (1)經(jīng)200mM高濃度硝氮激發(fā)和去離子水培養(yǎng)兩部分預實驗，6個不同底泥層所具有一致、潛在的生物地球化學特性被激發(fā)，統(tǒng)一培養(yǎng)狀態(tài)后可以綜合反映珠江廣州河段底泥的整體生物及反應特性。
　　 (2)不同硝氮培養(yǎng)濃度(0.2mM～60 mM NO3--N)與相應硝氮還原速率或氨氮生成速率的擬合曲線符合Michaelis-Menten方程特性，得出珠江廣州河段整體的潛在硝氮還原速率為1410 nmol/(

4、h·ml)，硝氮還原動力參數(shù)為5.0mmol/L；潛在氨氮生成速率為0.665 nmol/(h·ml)，氨氮生成動力參數(shù)為0.137 mmol/L。
　　 對比分析硝氮異化還原作用、反硝化作用和厭氧氨氧化作用等底泥中微生物反應的硝氮還原速率和氨氮生成速率理論比值，表明珠江底泥中硝氮還原的主要途徑是厭氧氨氧化作用和硝氮異化還原作用，與一般河流海洋沉積物相比具有獨特性。
　　 (3)培養(yǎng)后期測得6種不同底泥的反硝化細菌數(shù)據(jù)在

5、同一數(shù)量級內(nèi)變動，有效地證明本實驗設(shè)計合理：珠江廣州河段底泥具有相同的潛在微生物特性，經(jīng)預實驗激發(fā)后，滿足Michaelis-Menten方程等相關(guān)理論的前提要求，可用于珠江底泥微生物反應速率和特性的研究。
　　 本文設(shè)計連續(xù)流動培養(yǎng)實驗對珠江廣州河段底泥的潛在硝氮還原能力、主要硝氮還原途徑和相關(guān)微生物特性進行了較為系統(tǒng)的研究，一方面對連續(xù)流動培養(yǎng)實驗方法在底泥微生物反應動力特性研究中的進一步運用進行了合理可行的實驗探索，另一方