淀粉-缺氧/好氧交替及乙酸盐-厌氧/好氧交替系统活性污泥中除磷菌的甄别——原位分选与种属鉴定

作     者：周旭红 袁林江 陈希 杨睿 朱淼 南亚萍 贺向峰 陈勇 

作者机构：西安建筑科技大学环境与市政工程学院 西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室 西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室 西安工程大学城市规划与市政工程学院 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51078304，51278406) 陕西省自然科学基金资助项目(2021JQ-690) 

摘      要：本研究建立了两个不同的生物除磷系统并对其中承担除磷的细菌分别进行了甄别。结果表明，在以淀粉为唯一碳源的缺氧/好氧序批式活性污泥（Sequencing Batch Reacto， SBR）系统（R1）中，缺氧期和好氧期均进行生物除磷，且缺氧期吸磷量大于好氧期。以乙酸盐为唯一碳源的厌氧/好氧SBR系统（R2）中表现为厌氧期释磷、好氧期大量吸磷的传统生物除磷。应用4’，6-二脒基-2-苯基吲哚（4’，6-diamidino-2-phenylindol， DAPI）染色和流式细胞荧光分选技术（Fluorescence activated Cell Sorting， FACS）对R1的缺氧末期和好氧末期以及R2的好氧末期污泥的聚磷细菌进行了原位分选，并通过16S rRNA基因高通量测序技术鉴定了分选后细菌的种属。荧光原位染色显示，在R1和R2污泥中均分选得到10;个相对纯度为85%的具有聚磷颗粒的细菌。测序结果表明，在R1系统中，缺氧段优势的聚磷菌属为Halomonas（37.75%）、unclassified Brucellaceae（14.15%）、Pseudomonas（6.49%）、unclassified Chlamydiales（0.027%）和Sphingopyxis（0.007%）；好氧段优势聚磷菌属为Halomonas（19.72%）、unclassified Brucellaceae（14.62%）、Pseudomonas（14.28%）、unclassified Comamonadaceae（0.046%）、unclassified Acidobacteria Gp3（0.036%）和Ferruginibacter（0.026%）。R1系统中unclassified Chlamydiales和Sphingopyxis仅仅在缺氧条件下具有聚磷功能，而unclassified Comamonadaceae、unclassified Acidobacteria Gp3和Ferruginibacter仅在好氧条件下才具有聚磷功能。在R2系统中，优势聚磷菌群为Dechloromonas（11.06%）、unclassified Anaerolineaceae（9.29%）、unclassified Bacteroidetes（7.44%）、unclassified Gammaproteobacteria（7.34%）以及Acinetobacter（0.31%）。这意味着在新型的除磷系统（R1）中，参与除磷过程的细菌包括缺氧、好氧和兼性缺氧聚磷细菌，而在传统的除磷系统（R2）中，参与除磷过程的细菌仅为好氧聚磷细菌。