1緒論001 1.1新污染物001 1.2生物脫氮工藝003 1.2.1傳統(tǒng)生物脫氮工藝003 1.2.2厭氧氨氧化生物脫氮工藝004 1.2.3厭氧氨氧化工藝的優(yōu)化方式005 1.3厭氧氨氧化菌的特性006 1.3.1厭氧氨氧化菌的分類006 1.3.2厭氧氨氧化菌的形態(tài)特征007 1.3.3厭氧氨氧化菌的反應(yīng)原理及代謝途徑007 1.3.4厭氧氨氧化菌生態(tài)系統(tǒng)中的多菌共生008 1.4新污染物及重金屬對厭氧氨氧化的影響009 1.4.1微塑料009 1.4.2抗生素010 1.4.3重金屬012 1.5新污染物影響的厭氧氨氧化活性恢復(fù)014 參考文獻(xiàn)015 2厭氧氨氧化菌脫氮效果、種群結(jié)構(gòu)研究022 2.1引言022 2.2實(shí)驗(yàn)材料與方法023 2.2.1實(shí)驗(yàn)裝置023 2.2.2實(shí)驗(yàn)用水023 2.2.3水樣檢測方法024 2.2.4實(shí)驗(yàn)方法024 2.2.5掃描電子顯微鏡方法025 2.2.6實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析方法026 2.3反應(yīng)器的脫氮效果027 2.3.1反應(yīng)器的脫氮效率027 2.3.2反應(yīng)器中水樣不同氮質(zhì)的比較028 2.3.3水樣的Rs和Rp值029 2.4反應(yīng)器中菌群SEM分析結(jié)果030 2.5實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析結(jié)果030 2.5.1標(biāo)準(zhǔn)曲線與反應(yīng)體系030 2.5.2引物定量結(jié)果分析031 2.5.3兩種不同培養(yǎng)環(huán)境菌群微生物的qPCR定量結(jié)果分析036 2.6本章小結(jié)038 參考文獻(xiàn)039 3厭氧氨氧化菌酶學(xué)研究040 3.1引言040 3.2實(shí)驗(yàn)材料與方法041 3.2.1聯(lián)氨氧化酶粗酶液制備方法041 3.2.2酶活及蛋白含量測定方法043 3.2.3聯(lián)氨氧化酶的初步純化043 3.2.4醌類化合物對聯(lián)氨氧化酶的影響探究方法044 3.2.5hzsA基因的擴(kuò)增和克隆表達(dá)045 3.2.6hzsA序列的生物信息學(xué)分析046 3.3聯(lián)氨氧化酶初步純化及醌類化合物對其活性的影響047 3.3.1粗酶液的制備與酶活性探究相關(guān)結(jié)果047 3.3.2聯(lián)氨氧化酶的初步純化結(jié)果049 3.3.3醌類化合物對聯(lián)氨氧化酶活性的影響結(jié)果050 3.4聯(lián)氨合成酶A亞基功能基因的克隆、表達(dá)及序列分析051 3.4.1目的基因的擴(kuò)增克隆051 3.4.2hzsA同源性比較及系統(tǒng)發(fā)育分析052 3.4.3HZSA蛋白的理化性質(zhì)和疏水性053 3.4.4HZSA蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域和信號肽預(yù)測及亞細(xì)胞定位054 3.4.5HZSA蛋白的二級、三級結(jié)構(gòu)分析054 3.4.6質(zhì)粒構(gòu)建及表達(dá)055 3.5本章小結(jié)056 參考文獻(xiàn)056 4聚氯乙烯微塑料短期暴露對厭氧氨氧化過程的影響059 4.1引言059 4.2實(shí)驗(yàn)材料與方法059 4.2.1主要儀器及設(shè)備059 4.2.2實(shí)驗(yàn)用污泥及污水060 4.2.3小型厭氧氨氧化序批式反應(yīng)器061 4.2.4聯(lián)氨氧化酶活性的測定062 4.2.5胞外聚合物的提取及測定063 4.2.6代謝組學(xué)檢測分析064 4.3聚氯乙烯微塑料對厭氧氨氧化菌脫氮性能的影響064 4.4聚氯乙烯微塑料對聯(lián)氨脫氫酶酶活性的影響065 4.5聚氯乙烯微塑料對胞外聚合物的影響066 4.6聚氯乙烯微塑料暴露下厭氧氨氧化菌代謝機(jī)制的調(diào)節(jié)067 4.6.1100目PVC下的代謝差異情況067 4.6.21000目PVC下的代謝差異情況070 4.7本章小結(jié)075 參考文獻(xiàn)076 5聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料急性脅迫對厭氧氨氧化顆粒污泥性能的影響研究 079 5.1引言079 5.2實(shí)驗(yàn)材料與方法081 5.2.1厭氧氨氧化反應(yīng)器和實(shí)驗(yàn)操作081 5.2.2水質(zhì)和污泥檢測082 5.2.3代謝組學(xué)檢測和分析083 5.3聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料對脫氮性能的影響083 5.4聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料對聯(lián)氨脫氫酶活性的影響085 5.5聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料對胞外聚合物的影響086 5.6聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料對厭氧氨氧化菌代謝機(jī)制的調(diào)節(jié)087 5.7本章小結(jié)094 參考文獻(xiàn)094 6聚丙烯和聚乳酸微塑料短期暴露下厭氧氨氧化顆粒污泥的特性及非靶向代謝組學(xué)分析 099 6.1引言099 6.2實(shí)驗(yàn)材料與方法101 6.2.1聚丙烯和聚乳酸微塑料的來源裝置101 6.2.2接種污泥和合成廢水101 6.2.3實(shí)驗(yàn)裝置和操作102 6.2.4分析方法102 6.2.5基于液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法的非靶向代謝組學(xué)分析103 6.3聚丙烯和聚乳酸微塑料對脫氮性能的影響104 6.4聚丙烯和聚乳酸微塑料對聯(lián)氨脫氫酶活性的影響105 6.5聚丙烯和聚乳酸微塑料對胞外聚合物的影響106 6.6聚丙烯和聚乳酸微塑料對功能代謝的影響107 6.7本章小結(jié)111 參考文獻(xiàn)112 7厭氧氨氧化顆粒污泥對磺胺甲唑與聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料的脅迫響應(yīng)機(jī)制研究 115 7.1引言115 7.2實(shí)驗(yàn)材料與方法116 7.2.1實(shí)驗(yàn)裝置與方案116 7.2.2分析檢測指標(biāo)及方法118 7.3磺胺甲唑與聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料單獨(dú)脅迫對脫氮性能的影響122 7.3.1脫氮性能分析122 7.3.2比厭氧氨氧化活性分析124 7.4磺胺甲唑與聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料單獨(dú)脅迫對污泥形態(tài)變化的影響126 7.5磺胺甲唑與聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料單獨(dú)脅迫對胞外聚合物含量及組成的影響127 7.5.1胞外聚合物含量分析127 7.5.2胞外聚合物傅里葉變換紅外光譜分析129 7.5.3胞外聚合物三維熒光光譜表征132 7.6磺胺甲唑與聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料單獨(dú)脅迫對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響134 7.6.1生物群落α多樣性分析134 7.6.2生物群落β多樣性分析136 7.6.3物種組成及差異分析137 7.7本章小結(jié)139 參考文獻(xiàn)140 8厭氧氨氧化顆粒污泥對磺胺甲唑與聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料的聯(lián)合脅迫響應(yīng)機(jī)制 143 8.1引言143 8.2實(shí)驗(yàn)裝置與方案144 8.3分析檢測指標(biāo)及方法146 8.3.1常規(guī)水質(zhì)檢測指標(biāo)146 8.3.2比厭氧氨氧化活性測定146 8.3.3掃描電子顯微鏡表征147 8.3.4生物量測定148 8.3.5胞外聚合物的提取與測定148 8.3.6傅里葉變換紅外光譜分析149 8.3.7三維熒光光譜表征149 8.3.8高通量測序149 8.4磺胺甲唑與聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料復(fù)合脅迫對脫氮性能的影響150 8.4.1脫氮性能分析150 8.4.2比厭氧氨氧化活性分析152 8.5磺胺甲唑與聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料復(fù)合脅迫對污泥形態(tài)變化的影響152 8.6磺胺甲唑與聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料復(fù)合脅迫對胞外聚合物含量及組成的影響154 8.6.1胞外聚合物含量分析154 8.6.2胞外聚合物傅里葉變換紅外光譜分析155 8.6.3胞外聚合物三維熒光光譜表征157 8.7磺胺甲唑與聚對苯二甲酸乙二醇酯微塑料復(fù)合脅迫對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響158 8.7.1生物群落α多樣性分析158 8.7.2生物群落β多樣性分析159 8.7.3物種組成及差異分析160 8.8本章小結(jié)162 參考文獻(xiàn)163