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014 參考文獻015 2厭氧氨氧化菌脫氮效果、種群結構研究022 2.1引言022 2.2實驗材料與方法023 2.2.1實驗裝置023 2.2.2實驗用水023 2.2.3水樣檢測方法024 2.2.4實驗方法024 2.2.5掃描電子顯微鏡方法025 2.2.6實時熒光定量PCR分析方法026 2.3反應器的脫氮效果027 2.3.1反應器的脫氮效率027 2.3.2反應器中水樣不同氮質的比較028 2.3.3水樣的Rs和Rp值029 2.4反應器中菌群SEM分析結果030 2.5實時熒光定量PCR分析結果030 2.5.1標準曲線與反應體系030 2.5.2引物定量結果分析031 2.5.3兩種不同培養(yǎng)環(huán)境菌群微生物的qPCR定量結果分析036 2.6本章小結038 參考文獻039 3厭氧氨氧化菌酶學研究040 3.1引言040 3.2實驗材料與方法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基因的擴增和克隆表達045 3.2.6hzsA序列的生物信息學分析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結果047 3.3.2聯(lián)氨氧化酶的初步純化結果049 3.3.3醌類化合物對聯(lián)氨氧化酶活性的影響結果050 3.4聯(lián)氨合成酶A亞基功能基因的克隆、表達及序列分析051 3.4.1目的基因的擴增克隆051 3.4.2hzsA同源性比較及系統(tǒng)發(fā)育分析052 3.4.3HZSA蛋白的理化性質和疏水性053 3.4.4HZSA蛋白的跨膜結構域和信號肽預測及亞細胞定位054 3.4.5HZSA蛋白的二級、三級結構分析054 3.4.6質粒構建及表達055 3.5本章小結056 參考文獻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實驗材料與方法059 4.2.1主要儀器及設備059 4.2.2實驗用污泥及污水060 4.2.3小型厭氧氨氧化序批式反應器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制的調節(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075 參考文獻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實驗材料與方法081 5.2.1厭氧氨氧化反應器和實驗操作081 5.2.2水質和污泥檢測082 5.2.3代謝組學檢測和分析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制的調節(jié)087 5.7本章小結094 參考文獻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分析 099 6.1引言099 6.2實驗材料與方法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實驗裝置和操作102 6.2.4分析方法102 6.2.5基于液相色譜-串聯(lián)質譜法的非靶向代謝組學分析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111 參考文獻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機制研究 115 7.1引言115 7.2實驗材料與方法116 7.2.1實驗裝置與方案116 7.2.2分析檢測指標及方法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脅迫對微生物群落結構的影響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139 參考文獻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)合脅迫響應機制 143 8.1引言143 8.2實驗裝置與方案144 8.3分析檢測指標及方法146 8.3.1常規(guī)水質檢測指標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合脅迫對微生物群落結構的影響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162 參考文獻163