城市河流底泥污染物指示性微生物研究及生物傳感器的構建.pdf

1、以江蘇省常州市城市河道之一的通濟河為研究河道，對通濟河底泥進行水生態(tài)模擬研究，以前期監(jiān)測的通濟河水質數(shù)據(jù)作為模擬上覆水的配制依據(jù)，分別模擬配制夏季、秋季、冬季、春季四個季度的水質指標，采用高通量測序的方法對各模擬階段底泥微生物群落結構進行解析，確定底泥有機污染物與微生物群落結構的響應關系。從研究河道底泥中篩選出對有機污染物敏感的可培養(yǎng)菌株G1，研究其對生化耗氧量（BOD）的敏感度并依此構建適用于研究河道的基于無線傳輸?shù)亩鄥?shù)水質監(jiān)測生物

2、傳感器。研究得到如下結果：
　?。?）對微生物總數(shù)與底泥理化性質進行相關性分析結果顯示，細菌總數(shù)與OM呈顯著正相關，與水體溫度呈顯著負相關。水體溫度從32℃降至6℃時，細菌總數(shù)從1.23×104 CFU/mL升高到3.43×104 CFU/mL。該實驗結果與前期對通濟河的相關監(jiān)測結果一致，分析出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因為每年春季會對通濟河進行換水，冬季采樣時水體污染物已經(jīng)過一年的沉積，水質中有機物含量較高，在一定變化范圍內(nèi)相對于水體溫度，有

3、機物含量成為細菌生長的限制因素。通濟河水體pH值在各季度變化中無明顯改變，對微生物群落結構組成暫未產(chǎn)生影響。
　?。?）對各模擬階段底泥微生物群落結構組成分析結果顯示，門分類水平上的優(yōu)勢菌分別為變形菌門（Proteobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、厚壁菌門（Firmicutes）、酸桿菌門（Acidobacteria）、藍藻菌門（Cyanobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）、放線菌門

4、（Actinobacteria），其中Proteobacteria占各模擬階段底泥微生物總量的50％以上，為絕對優(yōu)勢菌門。對底泥微生物群落結構與底泥理化性質進行相關性分析結果表明，研究中的Proteobacteria與TP、OM呈顯著正相關，與TN的相關系數(shù)也達到0.859，可用來作為通濟河底泥受有機物污染程度的指示性微生物。
　?。?）對有機物敏感的可培養(yǎng)微生物的篩選結果表明，菌株G1在水環(huán)境BOD＜50 mg/L時，菌落數(shù)量緩

5、慢增長，增長速率為0.027；水體環(huán)境BOD＞50 mg/L時，菌落數(shù)量急劇增長，增長速率為0.044。G1對BOD濃度的變化具有一定的敏感度，因此可作為水質監(jiān)測生物傳感器生物敏感元件組分。
　　（4）對相關生物傳感器的構建研究表明，集成型水質監(jiān)測生物傳感器適用于研究河道，并且擁有自主研發(fā)的固定化微生物小球制備技術。以監(jiān)測水質五日生化耗氧量（BOD5）為監(jiān)測主體，集成溫度（T）、酸堿度（pH）及溶解氧（DO）共計四項水質監(jiān)測項目，