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纳米银对硝化细菌nitrosomonaseuropaea的毒性效应(附件)【字数:6104】

2024-02-25 15:15编辑: www.jxszl.com景先生毕设
随着纳米银产品的广泛使用,纳米银伴随人类活动进入城市污水处理系统,纳米银因其特有的杀菌性能会影响污水处理中系统中微生物的活性。氨氧化过程作为微生物硝化作用的限速步骤,影响污水生物处理的脱氮效率。研究纳米银对城市污水处理系统中氨氧化细菌的毒性效应具有重要的环境意义。本实验以污水生物脱氮系统中硝化作用的代表性微生物—欧洲亚硝化单胞菌(Nitrosomonas europaea)为研究对象,研究不同浓度纳米银对其毒性效应。结果表明,采用logistic模型求得纳米银对Nitrosomonas europaea 的EC50值为8 µg/L,纳米银在非常低的浓度就表现出对Nitrosomonas europaea 的生长抑制,需要开展后续实验,研究纳米银对实际污水生物处理系统脱氮效率的影响。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key Words 3
引言 3
1. 材料与方法 4
1.1供试材料 4
1.1.1Ag NPs 5
1.1.2供试微生物 5
1.2实验试剂与仪器 4
1.2.1实验试剂 4
1.2.2仪器 5
1.3方法 5
1.3.1培养液配置 5
1.3.2N. europaea细菌培养 5
1.3.3N. europaea 生长曲线的测定 5
1.3.4AgNPs对N. europaea的毒性预实验 6
1.3.5Ag NPs对N. europaea第二次毒性预实验 6
1.3.6Ag NPs对N. europaea的毒性实验 6
1.3.7 数据分析 6
2.结果与分析 6
2.1N. europaea生长曲线 6
2.2Ag NPs对N. europaea的毒性预实验 7
2.3Ag NPs对N. europaea的第二次毒性预实验 7
2.4Ag NPs对N. europaea的毒性实验 7
3. 讨论 8
3.1N. europaea的生长曲线 8 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072

3.2Ag NPs的毒性效应 9
4. 展望 9
致谢 9
参考文献: 10
纳米银对硝化细菌Nitrosomonas europaea的毒性效应
引言
引言
纳米银(Silver nanoparticles,Ag NPs)由于其特殊的导电性、抑菌性和光学特性,被广泛应用于医疗、电子领域等。Ag NPs的大量使用导致其在生产、使用、处置过程中不可避免地通过污水收集管网进入市政污水处理厂[1],欧洲地区水环境中Ag NPs 浓度可达到0.432 mg/L,美国10 处代表性污水处理厂进水中Ag NPs浓度范围为1811233 μg/L。Ag NPs进入污水处理厂会对污水处理系统产生潜在威胁[2]。多数污水处理厂生物脱氮环节是将含氮化合物经氨化、硝化、反硝化过程,转变为N2逸散到大气中完成脱氮,其中硝化细菌对生物脱氮效率起着至关重要的作用。Ag NPs可能通过抑制硝化细菌活性从而影响城市污水处理的生物脱氮过程和脱氮效率。
硝化细菌是一类自养好氧型细菌,包括氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌(或硝酸菌)。氨氧化细菌包括:亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化叶菌属,亚硝酸盐氧化细菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属等[3]。
目前,已有研究证明,纳米金属氧化物会显著降低活性污泥中微生物菌群的多样性Zheng等[4]研究表明序批式污水反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)中的纳米TiO2(nTiO2)为50 mg/L时会显著降低其亚硝酸盐氧化菌(nitriteoxidizing bacteria,NOB)和氨氧化细菌(ammoniaoxidizing bacteria,AOB)的丰度,改变活性污泥的菌群结构。陈峥等[5]的研究表明1 mg/L Ag NPs和1 mg/L纳米ZnO(nZnO)冲击负荷均会抑制污水生物处理的硝化反应活性。Liang[6]等认为Ag NPs冲击导致污水处理系统中硝化细菌活性1个月后才恢复,导致NOB和AOB数量减少。李默清[7]发现在SBR系统中,10 mg/L Ag NPs在短时间内对系统的脱氮除磷效率几乎不会产生影响,但在同样浓度下长时间暴露实验表明系统中的微生物量明显降低,生物活性受到明显抑制。
由氨氧化细菌主导的氨氧化过程作为硝化作用的限速步骤,一直是人们研究生物脱氮的重点。赵晶等[8]研究云南昆明生物营养物去除(Biological nutrient removal,BNR)污水处理厂活性污泥微生物的组成和丰度后发现,β-变形菌纲的氨氧化细菌、亚硝化螺菌属的亚硝化细菌和硝化螺旋菌门亚硝化细菌是该处理厂的主要硝化功能菌群,其中β-变形菌纲的氨氧化细菌丰度最高,达1.9%4.2%。常永凯[9]在对珠江口沉积物的氨氧化细菌进行研究的过程中发现,盐度可能是影响氨氧化细菌菌落形成的关键因素。李焕[10]利用氨氧化细菌富集培养基对活性污泥进行连续曝气,培养出了氨氧化细菌含量高且稳定的菌群。
欧洲亚硝化毛杆菌(Nitrosomonas europaea)作为氨氧化菌中亚硝化菌属的唯一模式种,是研究者关注的氨氧化实验菌种。
李素萍[11]以氨氧化细菌Nitrosomonas europaea为模式菌株,研究nZnO对活性污泥脱氮效能的影响,结果表明分别加入5,10,20 mg/L nZnO后,Nitrosomonas europaea细胞悬液OD600均小于对照组。城市污水处理系统通常被认为是Ag NPs最终进入环境的重要途径之一。因此,有必要通过实验研究Ag NPs对Nitrosomonas europaea的毒性效应。
材料与方法
1.1供试材料
1.1.1Ag NPs
购于德科岛金科技有限公司,型号DK1012,粒径为12 nm,纯度为1600 mg/L,比表面积42.0 m2/g,体积密度为1.01 g/cm3。

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