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关键词：
人工合成麝香,佳乐麝香,吐纳麝香,小麦,生态毒性
发表时间：
2012-08-28 10:19:52
摘要:为了揭示碱处理污泥发酵产氢生物相的特征，分别将取自3 个不同处理工艺污水厂的污泥进行碱处理，并分别在酸性( pH 5) 和碱性( pH 11) 的条件下进行发酵产氢. 结果表明，虽然污泥来源不同，但经碱处理后溶出的可溶性有机质均以蛋白质居多，碳水化合物的量仅是蛋白质的15% ～ 16% ，在初始pH 11 的碱性条件下发酵产氢均可获得较高的产氢率，最大( 以H2 /TCOD 计) 可达31. 9 mL / g，但在初始pH 5 的酸性条件下产氢率不高，且伴有耗氢现象. 用F338GC /R534 细菌16S rDNA 通用引物对发酵产氢结束时的生物相进行PCR-DGGE 分析，不同污水厂污泥产氢的生物相差异显著. 随着发酵的进行，生物相中优势菌群有增多的趋势，产氢反应过程中微生物菌群表现出更替消长的现象.
在污水生物处理过程中会产生大量的剩余污泥，这些污泥主要由微生物和有机物组成，目前主要采用厌氧消化的方法进行处理，同时可产生一定量的甲烷气体. 氢是污泥厌氧消化过程中的一种中间产物，但会被甲烷菌或硫酸盐还原菌等耗氢微生物所消耗［1 ～ 3］，如能将产氢作为污泥厌氧消化过程一个相对独立阶段加以控制，提高污泥产氢率，则对污泥的资源化利用以及清洁能源的获得都是十分有意义的.
污泥中含有丰富的可以作为生物制氢基质的有机物，Tanaka 等［4］对污水处理厂剩余污泥的组成分析结果显示，每单位COD 中有机质组成一般为:41% 蛋白质、14% 糖类、25% 脂类和20% 的其他物质. 然而，污泥中的有机质大部分在细胞内，难以直接利用. 前期研究发现，污泥经碱处理后产氢量显著提高［5］，其原因之一就是碱处理使得污泥中部分细胞发生融胞，细胞内的有机质释放出来，可以被微生物直接利用. 此外，利用蛋白质产氢和碳水化合物等不同物质产氢的适宜条件是不同的［6］，生物发酵产氢在一定程度上可以认为是由微生物在一定条件下和底物相互作用的结果. 因此，除了发酵条件和底物外，微生物菌种也是至关重要的因素. 污泥中微生物
的种类是极其丰富，而目前只有0. 1% ～ 1% 的微生物种类可以通过常规的方法被培养［7］. 因此，依赖于纯培养方法进行微生物群落分析时其结果往往存在缺陷. 以污泥中已有混合菌进行发酵产氢，则菌种的组成以及各菌种在群落中所占的比例便是决定产氢成败的关键因素. 虽然污泥在碱性条件下发酵可以提高污泥产氢率的结果已被观察到，但对碱性条件下污泥发酵产氢的机制以及生物相特征还不清楚. 近年来，基于16S rRNA 基因的现代分子生物学诊断技术的出现，为描述环境中微生物群落结构提供了快速、准确的有效方法，其中PCR-DGGE 技术能够快速、准确地鉴定自然生境或人工生境中的微生物种群，并进行复杂微生物群落结构演替规律、微生物种群动态、基因定位、表达调控的评价分析，目前已被广泛用于活性污泥、生物膜、土壤、底泥等环
境样品中的微生物多样性检测和种群演替的研究［8］.
本研究运用PCR-DGGE 分子生物学方法，通过分析不同来源污泥经碱处理后发酵产氢微生物相组成的差异，以及碱处理污泥发酵产氢过程中微生物相的演替规律，解析碱处理污泥发酵产氢的生物相特征.
污泥中含有丰富的可以作为生物制氢基质的有机物，Tanaka 等［4］对污水处理厂剩余污泥的组成分析结果显示，每单位COD 中有机质组成一般为:41% 蛋白质、14% 糖类、25% 脂类和20% 的其他物质. 然而，污泥中的有机质大部分在细胞内，难以直接利用. 前期研究发现，污泥经碱处理后产氢量显著提高［5］，其原因之一就是碱处理使得污泥中部分细胞发生融胞，细胞内的有机质释放出来，可以被微生物直接利用. 此外，利用蛋白质产氢和碳水化合物等不同物质产氢的适宜条件是不同的［6］，生物发酵产氢在一定程度上可以认为是由微生物在一定条件下和底物相互作用的结果. 因此，除了发酵条件和底物外，微生物菌种也是至关重要的因素. 污泥中微生物
的种类是极其丰富，而目前只有0. 1% ～ 1% 的微生物种类可以通过常规的方法被培养［7］. 因此，依赖于纯培养方法进行微生物群落分析时其结果往往存在缺陷. 以污泥中已有混合菌进行发酵产氢，则菌种的组成以及各菌种在群落中所占的比例便是决定产氢成败的关键因素. 虽然污泥在碱性条件下发酵可以提高污泥产氢率的结果已被观察到，但对碱性条件下污泥发酵产氢的机制以及生物相特征还不清楚. 近年来，基于16S rRNA 基因的现代分子生物学诊断技术的出现，为描述环境中微生物群落结构提供了快速、准确的有效方法，其中PCR-DGGE 技术能够快速、准确地鉴定自然生境或人工生境中的微生物种群，并进行复杂微生物群落结构演替规律、微生物种群动态、基因定位、表达调控的评价分析，目前已被广泛用于活性污泥、生物膜、土壤、底泥等环
境样品中的微生物多样性检测和种群演替的研究［8］.
本研究运用PCR-DGGE 分子生物学方法，通过分析不同来源污泥经碱处理后发酵产氢微生物相组成的差异，以及碱处理污泥发酵产氢过程中微生物相的演替规律，解析碱处理污泥发酵产氢的生物相特征.
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