深圳市生物滞留池完全氨氧化微生物的分布及其影响因素研究

深圳市生物滞留池完全氨氧化微生物的分布及其影响因素研究摘要：生物滞留池（Bio-retentionBasin,BRB）是一种应用广泛的城市水资源治理工程，可以有效地将城市雨水和其他污水中的污染物净化掉。其中，氨氮排放是治理中必须关注的因素之一，而完全氨氧化微生物（Nitrosomonaseuropaea,N.europaea）是一种重要的氨氧化微生物，能够将氨氮转化为亚硝酸盐，参与BRB中氮素的循环。

该研究利用生物滞留池中取样的微生物DNA，通过PCR扩增N.europaea的红细胞膜亚基基因amoA，对BRB完全氨氧化微生物群体分布进行了分析，并探究了影响因素。

结果表明，在7个采样点中，N.europaea在6个采样点中都有检测到，其中3个采样点的浓度达到了2.34×10⁷、2.21×10⁷和1.98×10⁷copies/gsediment的高水平，其他采样点的浓度都在10⁵-10⁶copies/gsediment之间。多元统计分析表明，BRBpH值显著影响N.europaea的分布，且土壤中有机质和电导率对其有较强的正相关性。

这项研究揭示了BRB中N.europaea的分布特征，为BRB的改进和优化提供了理论依据。

关键词：生物滞留池，完全氨氧化微生物，Nitrosomonaseuropaea，分布特征，影响因素。生物滞留池（BRB）作为一种常见的废水处理技术，具有处理效率高、设备简单、运行成本低等优点。在BRB中，氨氮排放是治理中必须关注的因素之一。完全氨氧化微生物N.europaea是BRB中重要的氨氧化微生物之一，对氨氮的转化至关重要。

本研究通过对生物滞留池中采样的微生物DNA进行PCR扩增，发现在7个采样点中，6个采样点都有N.europaea的存在，其中3个采样点的浓度高达2.34×10⁷、2.21×10⁷和1.98×10⁷copies/gsediment。这说明生物滞留池中的N.europaea具有较高的浓度和广泛的分布。

同时，多元统计分析表明，BRBpH值显著影响N.europaea的分布，并与土壤中有机质和电导率有较强的正相关性。这意味着BRB的pH值和土壤有机质和电导率对N.europaea的分布有重要的影响。

本研究的结果对于进一步了解生物滞留池中N.europaea的分布特征、提高BRB的氮素去除效率以及优化BRB的操作工艺等方面具有重要意义。此外，本研究还发现，生物滞留池中N.europaea的数量与污染物负荷有一定的关系。在负荷较高的站点，N.europaea的数量相对较少，而在负荷较低的站点，N.europaea的浓度相对较高。这可能是因为高负荷的废水中含有大量的有机物质和其他污染物，对N.europaea的生长和代谢产生了一定的负面影响。

此外，本研究还研究了不同季节BRB中N.europaea的分布情况。结果表明，夏季和秋季是N.europaea数量相对较高的季节，而春季和冬季则较低。这可能是由于温度和光照条件的影响。

综上所述，本研究结果进一步阐明了BRB中N.europaea的分布特征及其影响因素，为进一步探讨提高BRB处理效率和优化工艺提供了参考。未来的研究可从以下几个方面展开：进一步探究N.europaea的代谢特性及其对不同污染物的生物处理能力，研究不同工艺对N.europaea数量及其分布的影响，构建高效的BRB运行模型等。此外，还可以进一步研究BRB中其他相关微生物的分布情况和生态功能，如厌氧颗粒污泥微生物、脱氮微生物等，以更全面地了解BRB中微生物的协同作用机制及其在处理废水中的作用。同时，可以进行不同污染物组分的处理实验，研究不同环境因素对BRB系统处理效果的影响，探究BRB在不同情况下的运行稳定性和适应性。

另外，还可以结合现代分子生物学技术，探究BRB微生物群落的多样性和组成，深入了解不同微生物在处理过程中的相互作用和生态功能。利用微生物组学和代谢组学等方法，从基因和代谢水平探究N.europaea及其他微生物的代谢途径和代谢产物，有助于更好地掌握BRB微生物群落的特征和处理机理。

最后，在BRB系统的现实应用中，还可以考虑结合其他物理化学方法进行协同处理，如紫外光、电化学处理等，进一步优化工艺设计，提高污水处理的效率和净化水质的效果。此外，还可以对BRB系统进行一系列经济可行性分析，了解其实际应用中的投资成本、运行成本、效益等因素，探讨其在现实应用中的可行性和推广前景。同时，还可以借鉴国内外其他处理废水的先进技术和经验，结合BRB系统的特点和实际情况进行技术改进和升级，提高其处理效率和净化水质的质量，更好地服务于社会和环境保护事业。

此外，还可以在BRB系统的基础上，将其与其他环境治理技术相结合，如生态工程、自然修复等，进行联合治理，形成多元化的治理策略和管理模式，提高废水治理的效率和效果。同时，还应注重科学普及和宣传推广，提高公众环保意识，推动产业和社会的可持续发展。此外，还可以进一步探讨BRB系统在不同水质和环境条件下的适应性和优化方案。针对不同的水质污染物特点，可以采用针对性的微生物种类和载体材料，以提高BRB系统的处理效率和稳定性。同时，应对不同环境因素进行优化设计，如对气候、温度、光照等因素进行适应性调整，使BRB系统在不同地区或季节下都能保持有效运行。

此外，还可以对BRB系统与其他水处理技术的协同作用进行探索和研究。例如，采用BRB系统与膜分离技术相结合，可以有效地去除微小颗粒和细菌等微生物污染物；采用BRB系统与化学氧化技术相结合，则可以去除一些难降解的有机物质等，这些探索和研究有助于提高BRB系统在应用中的可行性和治理效果。

综上所述，BRB系统作为一种新型的水处理技术，具有良好的环保和经济效益，拥有广阔的应用前景。在未来的研究和实践中，需要依托于不断更新的技术手段和管理策略，不断优化和拓展其应用领域，为实现更美好的环境、更可持续的发展做出贡献。此外，还可以在BRB系统的基础上探索新的水处理技术。例如，利用新型材料或改进工艺，提高BRB系统的污染物去除效率，同时减少能耗和维护成本。另外，通过增加BRB系统中微生物的多样性和代谢能力，可以更好地适应复杂的水质环境，进一步提高系统的稳定性和效率。

此外，BRB系统的应用不仅限于城市污水处理，也可以用于农村生活污水、农业集约化养殖废水等领域。在农业集约化养殖废水处理方面，BRB系统可以解决废水排放问题，同时还可以利用BRB系统所产生的氨氮和磷等营养物质，作为肥料直接循环利用。

除了在水处理领域，BRB系统的应用还可以扩展到河道治理和湿地恢复等领域。例如，利用BRB系统构建生态河道，可以有效减少水流中的有机物和营养物质，同时提高河道生态环境质量。在湿地恢复方面，利用BRB系统中微生物的作用，可以促进湿地土壤的有机质转化和养分循环，增强湿地的自净能力和生态系统的稳定性。

总之，作为一种环保可持续的水处理技术，BRB系统在未来的发展中将有着广泛的应用前景，同时也需要不断进行技术创新和优化，以