【正文】
inhibited by some substances in the wastewater, it was speculated that a much higher microbial diversity existed in the seed sludge. Some of these microorganisms may have high PDW treatment efficiencies and may also have been retained in the system。 however, they were notdetected by the TRFLP technique. During the long period of adaption to PDW, the minor microorganisms highly efficient in color removal and PDW degradation could have been enriched or enhanced, and as a result, predominant peaks were observed in the TRFLP maps[20].外文文獻(xiàn)翻譯中文部分摘要在這項研究中,在一個全面的印染廢水(PDW)處理系統(tǒng)的兩階段的生物過程中的細(xì)菌動力學(xué)和結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了跟蹤,并通過終端限制性片段長度多態(tài)性(TRFLP)和454焦磷酸測序分析技術(shù)。TRFLP分析表明,微生物群落在經(jīng)歷了適應(yīng)環(huán)境的PDW種子污泥過程中的重大變化和不斷演變的系統(tǒng)的整個運行期間,盡管恒定COD和顏色去除的效果。焦磷酸測序結(jié)果表明兩級生物系統(tǒng)有相當(dāng)多的不同的細(xì)菌,變形菌是主要的門的穩(wěn)定運行期間,雖然其微生物成分的差異。第一階段,好氧池是由α變形菌門(%左右),而在第二階好氧池,β和γ變形,除了α變形菌為優(yōu)勢菌群。1. 簡介印染廢水(PDW)一直被認(rèn)為是一項重要而艱巨性治療出水由于其毒性,頻繁變化和生物難降解成分,如染料和印染助劑,BOD5 / COD的比例較低(約20 %),和高pH值(10?13)。在中國使用的當(dāng)前PDW治療是物理化學(xué)和生物過程,其中各種生物方法發(fā)揮主要作用,并且能夠除去的COD為40?50%,并且彩色的50?60%的組合。然而,在系統(tǒng)啟動或系統(tǒng)運行期間,如降低的活性污泥,污泥膨脹,并形成大量泡沫的重要問題時經(jīng)常發(fā)生,導(dǎo)致處理效率,甚至在系統(tǒng)崩潰的嚴(yán)重下降。細(xì)菌是在活性污泥的優(yōu)勢種群,它是假設(shè),占主導(dǎo)地位的微生物系統(tǒng)中的每一個階段發(fā)揮的最重要的作用。因此,對應(yīng)于該系統(tǒng)的各個階段的細(xì)菌組合物的判定將是理解和解決上述問題的有用。近年來,各種分子生物學(xué)技術(shù)已被用于在各種廢水處理系統(tǒng)的微生物群落分析。然而,大多數(shù)以前的研究已經(jīng)更多地集中在功能穩(wěn)定性和微生物群落穩(wěn)定性或?qū)嶒炇乙?guī)模的生物反應(yīng)器的條件下運行的微生物組合物參數(shù)的影響之間的關(guān)系通常用合成饋送廢水。只有少數(shù)報告已審查滿量程的工業(yè)廢水處理系統(tǒng),甚至更少了分析PDW處理系統(tǒng)。由于經(jīng)常變化的特點和PDW的復(fù)雜的成分,關(guān)系的理解,微生物群落動力學(xué)和啟動,并且系統(tǒng)的穩(wěn)定運行之間為PDW處理系統(tǒng)的設(shè)計和操作是重要的。在分子生物學(xué)技術(shù)有一定的局限性,完全顯露出微生物組合物或跟蹤廢水處理系統(tǒng)中微生物群落的演化過程。在我們以前的PDW處理系統(tǒng)中的微生物群落的動態(tài)變化研究采用PCRDGGE(變性梯度凝膠電泳)方法。然而,隨著測序技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)注意到,DGGE僅指示在的環(huán)境中微生物種群的一小部分。此外,一些最近開發(fā)的技術(shù),如末端限制性片段長度多態(tài)性(TRFLP),實時PCR,454焦磷酸測序等,提供了一個可能獲得動態(tài)信息或微生物群落更準(zhǔn)確的成分。因此,在此研究中,TRFLP和454焦磷酸測序方法用于建立和調(diào)試周期期間在全刻度PDW生物處理系統(tǒng),以跟蹤和揭示了細(xì)菌的進(jìn)化過程。這項研究的結(jié)果預(yù)計將形成在廢水處理系統(tǒng)中的微生物種群的功能的進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。2。材料和方法。 PDW處理系統(tǒng)和廢水的特點該PDW處理系統(tǒng)是由新鄉(xiāng)聯(lián)達(dá)印染有限公司(新鄉(xiāng),中國)在2009年10月成立了治療千噸污水每一天。該系統(tǒng)包括一個凝固 沉淀單元和兩階段的生物處理工藝,包括過程1(厭氧水解和酸化單元(H1),一個好氧活性污泥處理單元(01),和一個沉淀池1)和過程2如在補充圖所示(厭氧水解和酸化單元(H2)的需氧生物接觸氧化單元(O 2),和一個沉淀池2)。 。 H2開始23天后通過從沉降槽1和污泥的??來自同一城市污水處理廠與用于接種01的一部分接種污泥的一部分O1操作。PDW和特征的生物廢水處理系統(tǒng)的性能進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測時間超過6個月。使用標(biāo)準(zhǔn)方法[12]進(jìn)行測定COD,BOD5,色度的(SS)的濃度,懸浮固體,總氮(TN),總磷酸鹽(TP),銨態(tài)氮,及pH值。廢水的特性列于補充表1。污泥樣品污泥樣品從上述生物處理單位在操作中,即,種子污泥(第1天及23天O1和H2,分別)的不同時期,在系統(tǒng)啟動(23天都O1和H1之后收集。29天對于O 2),并在操作過程中(29天并分別為01和H1 185日。天185為O 2和H 2)。從不同的處理槽的試樣在12,000rpm離心10分鐘,離心,在40℃下沉淀用磷酸鹽緩沖液(pH 7)洗滌兩次(每次被以12,000rpm離心10分鐘)儲存在20℃,分子分析。 DNA提取用十六烷基三甲基溴化銨從污泥顆粒中提取總DNA(CTAB)方法。瓊脂糖凝膠電泳測定產(chǎn)量和破碎的粗或純化的DNA(1% w/v瓊脂糖)和UV可視化溴化乙錠(EB)染色后。純化的DNA隨后被存儲在?20℃TRFLP和焦磷酸測序。對于TRFLP的16S rRNA基因的PCR擴(kuò)增對于TRFLP分析,標(biāo)記正向引物63F(標(biāo)有6FAM(藍(lán)色))(539。CAG GCC TAA CAC ATG CAA GTC339。)和未標(biāo)記的反向引物1389R(539。ACG GGC GGT GTG TAC AAG 339。)被用于[10]。 PCR反應(yīng)在以下條件下進(jìn)行的:950℃下5分鐘,隨后的94℃ 30個循環(huán)1分鐘,55176。℃1分鐘,和72176。下2分鐘,并在72℃最后延伸10分鐘。 rRNA基因片段,根據(jù)制造商的建議從與UNIQ10柱DNA純化試劑盒(生工,中國)的1%瓊脂糖凝膠純化。 TRFLP分析標(biāo)記的PCR產(chǎn)物(10微升)在37℃分別消??化16小時以ALUI(AG / CT)和MspI的(C / CGG)。該反應(yīng)混合物含有2微升10限制性酶緩沖液中,模板的10微升,ALUI或MspI位,和超純水的1微升至20微升的最終體積。該反應(yīng)通過溫育在80℃失活20分鐘為ALUI和65℃20分鐘適于MspI。將消化的DNA與75微升的95%冰冷的乙醇和3M乙酸鈉3微升在20℃12小時沉淀,隨后在微型離心機(jī)中以4000轉(zhuǎn)和4℃下旋轉(zhuǎn)60分鐘。該DNA沉淀用70%冰冷的乙醇洗滌,干燥,并懸浮于無菌水9微升分析。該成績單由上?;蚝诵纳锛夹g(shù)有限公司(上海,中國)分析。在TRFLP結(jié)果通過檢查來克和峰手動分組進(jìn)行分類排列。(NMMDS)分析的基礎(chǔ)。 。高通量454焦磷酸測序16S rRNA基因的V3區(qū)的PCR產(chǎn)物的組合物通過4??54焦磷酸測序由BGI(深圳,中國)測定。細(xì)菌的通用引物對,27F(539。AGAGTTTGATCCTGGCTCAG339。)和534R(539。ATTACCGCGGCTGCTGG339。)中,使用[15],在此研究中使用的樣品被單獨條形碼的啟用多重測序。繼焦磷酸測序,Python腳本寫為:(1)刪除包含一個以上的曖昧堿基序列。 (2)檢查條形碼和適配器的完整性。 (3)去除大于150 bp的短序列。有效序列進(jìn)行使用RDP(核糖體數(shù)據(jù)庫項目,)構(gòu)建距離矩陣,分配到操作分類單元(OTU單板,97%的相似性)序列,并計算超1豐富分析估計[17]。提取占主導(dǎo)地位的OTU單板的序列運行BLAST和搜索自動利用互聯(lián)網(wǎng)對“NR”數(shù)據(jù)庫親屬()。系統(tǒng)樹用的是鄰居構(gòu)造1000使用重復(fù)的引導(dǎo)在MEGA 。在古細(xì)菌甲烷formicicum被用作外基。3。結(jié)果與討論。在PDW處理系統(tǒng)的性能化學(xué)需氧量和PDW的顏色分別為646?5056毫克/ L和80?650稀釋。凝結(jié)和沉淀,通過使用硫酸亞鐵和氯化聚鋁(PAC)后,COD和色度降低到417?3750毫克/升和40?550稀釋,%,分別為。同時,這是必要的后續(xù)生物處理。第一級生物處理之后,COD和顏色被減少到174?902毫克/升和30?80稀釋,用25?%和25?%,去除率。綠色是最困難的顏色脫色,而黑色和藍(lán)色更容易被除去。接著,為進(jìn)一步處理,從第一級的生物處理過程中的流出物進(jìn)料到被由水解槽和生物膜接觸氧化槽的第二級處理工藝。??%降低COD和顏色進(jìn)行此過程后指出,分別導(dǎo)致500毫克/升和40稀釋的顏色的最終化學(xué)需氧量。凝結(jié)和生物處理的兩個步驟之后,COD和色彩的總平均去除率達(dá)到85%,與滿足地方排放標(biāo)準(zhǔn)(50稀釋)的流出物的最終顏色。然而,146?492毫克/升的剩余COD指出,這可能是通過進(jìn)一步的治療用芬頓氧化法解決。在細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)動態(tài)變化的系統(tǒng)運行在細(xì)菌群落的動態(tài)變化通過使用TRFLP法跟蹤(如圖補充圖2和3)。在TRFLP分布曲線表明多元化和波動所收集的樣本中占主導(dǎo)地位的細(xì)菌種群。在TRFLP圖譜Shannon多樣性指數(shù)的分析表明,該系統(tǒng)的不同處理槽窩藏多樣的細(xì)菌,其中H39。= ???? ALUI和MspI的酶切圖,分別。從第一生物處理工藝(O1和H1)樣品顯示出比來自第二個(O 2和H 2)更高的細(xì)菌的多樣性。占主導(dǎo)地位的山峰都在種子污泥樣品穩(wěn)定運行階段樣品間的高度和高峰時間發(fā)生變化,特別是那些185天的樣品。這種不同的TRFLP圖譜,尤其是長期運行的時間后,可能是該PDW頻繁變動的組合物,尤其是不同類型的在生產(chǎn)過程中使用的有毒的染料和添加劑,其可以抑制某些重要的微生物或增強的生長的結(jié)果的一些其它的細(xì)菌。由NMMDS分析在TRFLP圖譜更清楚地檢查顯示在圖。 ,而那些從種子污泥明顯分離遠(yuǎn)離他人。這些結(jié)果暗示,微生物群落在經(jīng)歷種子污泥適應(yīng)該PDW環(huán)境的過程顯著的變化和在系統(tǒng)的整個運行期間是在不斷演進(jìn)。如前所述,該PDW的顏色,COD和組合物經(jīng)常甚至一天,這可能是負(fù)責(zé)在微生物群落的變化的因素之一內(nèi)改變。以前的研究還表明,細(xì)菌群落在實驗室規(guī)模的生物反應(yīng)器即使在中試規(guī)模的反應(yīng)器盡管穩(wěn)定運行條件高度可變和。在本研究中得到的結(jié)果與通過使用PCRDGGE法報道一致。此外,本研究的和的結(jié)果提供了對真菌和古細(xì)菌也支持這一結(jié)論的TRFLP分析(數(shù)據(jù)未顯示)。然而,也有一些證據(jù)恒定運轉(zhuǎn)條件下證明細(xì)菌進(jìn)化穩(wěn)定性。盡管微生物群落如前所述在系統(tǒng)運行期間,進(jìn)水的波動而變化,該化學(xué)需氧量和firststage生物處理過程的顏色去除效率分別在整個檢測期間幾乎相同,甚至在第二階段的生物過程增加??雌饋?,新開發(fā)的或不斷變化的微生物群落對污染物的降解同樣甚至更強的效果。這很可能是由于不同的系統(tǒng)發(fā)育群體之間的功能冗余,允許其人民的振蕩與反應(yīng)堆的運作沒有影響??紤]到一些微生物物種不是由于微小濃度和/或在PCR過程中可能已經(jīng)由廢水中的一些物質(zhì)抑制污泥檢測的,有人推測高得多的微生物多樣性在種子污泥存在。一些這些微生物可能具有高PDW處理效率,并且也已經(jīng)被保留在系統(tǒng)中。然而,他們沒有通過TRFLP技術(shù)檢測。在適應(yīng)的給PDW長周期,次要微生物脫色和PDW降解高效可能已被富集的或增強五、指導(dǎo)教師意見 導(dǎo)師簽名: