乙烯基類聚合物對活性污泥中微生物群落演替的影響研究.pdf

1、工業(yè)化學品的生物降解性評價及環(huán)境友好性評價是長期以來我國化學品管理亟待解決的問題，而乙烯基類聚合物作為一類重要的皮革化學品在生物降解性的相關研究較少。本論文以乙烯基類聚合物鞣劑和涂飾劑為對象，對其在好氧生物處理過程中的降解及其對活性污泥中的微生物群落結構的影響進行了研究。研究選取了3種不同結構的乙烯基類聚合物鞣劑，分別為PDM（編號LY-1）、PDM-AA-AM-HEA（編號LY-5）以及PDM-AA-AM-HEA與納米ZnO復合產(chǎn)物(

2、編號LY-8)，同時選取了2種乙烯基類涂飾劑，分別為聚丙烯酸酯(LJL-2)以及聚丙烯酸酯與納米ZnO復合物（LJL-3），設置了500mg/L和1000mg/L兩個CODCr濃度梯度，采用好氧活性污泥法在實驗室模擬條件下進行了30d的降解實驗，實驗中分別通過化學品在水中的CODCr濃度、活性污泥的脫氫酶及總蛋白質濃度的變化，考查了這些材料的降解性及其對微生物活性的影響，在此基礎上，使用PCR-DGGE的手段對于降解過程中微生物群落結構

3、演替的進行了分析。
　　研究結果表明，3種不同結構的乙烯基類鞣劑中，納米復合的LY-8較之其前體材料LY-5(PDM-AA-AM-HEA)表現(xiàn)出較好的降解性，LY-5在3個材料中降解率最低。當CODCr濃度為500mg/L時，LY-1、LY-5和LY-8在30d時間里CODCr減少率分別為43.5％、34.7％和58.3％，當CODCr濃度為1000mg/L時，CODCr減少率分別為47.6％、-5.1％和54.8％。三種鞣劑在降

4、解過程中，對活性污泥中的微生物在不同程度上均有顯著的抑制作用，LY-5組在兩個濃度梯度下脫氫酶和蛋白質濃度均很低，實驗后期活性污泥發(fā)生了解體現(xiàn)象;LY-1對好氧活性污泥的抑制與受試物濃度有關;LY-8降解過程中污泥的蛋白質和脫氫酶濃度有延遲性的升高。聚丙烯酸酯涂飾劑(LJL-2)及其ZnO復合涂飾劑(LJL-3)的降解性均好于以上三種鞣劑，實驗前期，LJL-2和LJL-3的CODCr濃度均迅速下降，它們先被活性污泥大量吸附后再發(fā)生生物降

5、解，LJL-2、LJL-3實驗組污泥中蛋白質濃度和脫氫酶濃度的變化曲線與葡萄糖基培養(yǎng)實驗中變化曲線基本一致，表現(xiàn)出良好的生物降解性，對活性污泥中微生物生長的抑制作用較小。
　　利用PCR-DGGE對上述化學品降解過程中污泥相微生物群落結構變化的研究表明，原始的活性污泥中微生物群落結構豐富，群落分布較為廣泛。以上5種化學品加入后，活性污泥中擬桿菌門的比例均發(fā)生遞減現(xiàn)象。由于污泥的微生物群落結構中擬桿菌門是絕對優(yōu)勢菌群，上述聚合物的加

6、入改變了微生物原有的生長環(huán)境，表明擬桿菌門對環(huán)境的適應性較弱。相對于LJL-2和LJL-3，LY系列對微生物群落結構的變化影響更為顯著，LY系列的加入導致微生物群落中的綠菌門發(fā)生消失，LY-1和LY-5中綠菌門的消失均發(fā)生在120h到720h之間，LY-8中則發(fā)生在0h到120h之間。雖然LY-8在LY系列中降解性最好，但是對綠菌門的抑制作用也最為顯著。研究發(fā)現(xiàn)，在LY系列實驗組中厚壁菌門的比例隨培養(yǎng)期間延長逐漸增大，由此說明在本實驗條

7、件下厚壁菌門在所有菌門中屬于較強耐受性的種群;LJL-2、LJL-3的加入對微生物群落結構的影響較小，綠菌門、厚壁菌門的比例在降解過程中無明顯變化，表明LJL系列物質對微生物的生長環(huán)境并沒有引起大的改變，依舊適合微生物生長。
　　在乙烯基類聚合物對微生物群落結構影響研究的基礎上，選取了微生物演替過程中變形菌門和厚壁菌門中的代表性菌株:克雷伯氏肺炎菌和芽孢桿菌，進行純菌株的毒理實驗。五種受試材料添加并未改變培養(yǎng)體系的pH變化，排除了