人工湿地中指示和病原微生物的数量分布与衰减研究

论文摘要

人工湿地模拟自然湿地生态系统,利用水生植物、土壤和微生物的协同作用净化污水。由于其具有投资少、运行费用低、出水效果好而耗能少、耐冲击负荷能力强、操作管理简便和生态景观性能好等优点,已广泛应用于污水处理、污染物控制和改善环境等方面。与传统的二级污水处理工艺相比,人工湿地对公众健康和生态安全的影响更应该引起足够重视。选择适宜的指示和病原微生物并研究其行为是进行人工湿地环境卫生安全评价的关键。本研究选取总大肠菌群（Total coliforms,TC）、粪大肠菌群（Fecal coliforms,FC）、粪链球菌（Fecal streptococci,FS）、大肠杆菌（Escherichia coli,EC）、产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens,CP）和沙门氏菌（Salmonella spp.,SM）6种指示和病原微生物,研究其在自由表面流人工湿地中的数量分布与去除效果,在污水和基质中的衰减情况以及水蚤对指示和病原微生物的捕食作用。通过研究得到如下结论:（1）自由表面流人工湿地对大肠杆菌、粪链球菌、总大肠菌群和粪大肠菌群的去除效果最好,去除率分别为99.9%、99.8%、99.8%和99.8%;对沙门氏菌的去除效果次之,去除率为97.5%;对产气荚膜梭菌的去除效果最差,去除率为77.2%。（2）基质中指示微生物和病原微生物的数量比单元水中多2-3个数量级,说明指示微生物和病原微生物更多的沉积在人工湿地基质中。出水和基质中沙门氏菌的数量以及基质中产气荚膜梭菌的数量明显高于总大肠菌群、粪大肠菌群、粪链球菌、大肠杆菌数量。（3）指示和病原微生物在污水中的衰减速率明显低于基质中的衰减速率,且各种指示和病原微生物的衰减速率存在较大差异。粪链球菌在污水中的衰减速率最高,为2.10210g10day-1;粪大肠菌群在基质中的衰减速率最高,为0.470 log10day-1;产气荚膜梭菌在污水和基质中的衰减速率最低,分别为0.663log10day-1和0.020log10day-1。（4）水蚤对指示和病原微生物具有较强的捕食能力。当水蚤密度为3.0×102/l和6.0×102/l时,指示和病原微生物的衰减速率明显高于对照组,说明在水蚤密度较高季节,其捕食作用可能是人工湿地指示和病原微生物去除的一个重要机制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 前言
• 1.3 生活污水中病原微生物的种类及特征
• 1.3.1 病原微生物的种类
• 1.3.1.1 病原细菌
• 1.3.1.2 致病病毒
• 1.3.1.3 病原原生动物
• 1.3.2 病原微生物的特征
• 1.3.3 病原微生物在环境中的存活能力
• 1.4 人工湿地的指示微生物
• 1.4.1 人工湿地指示微生物选择
• 1.4.1.1 指示细菌
• 1.4.1.2 指示病毒
• 1.4.2 指示微生物对各种理化因素的抵抗力
• 1.5 污水处理对指示和病原微生物的去除
• 1.6 指示和病原微生物在人工湿地中的归宿
• 1.7 影响人工湿地指示和病原微生物衰减的因素
• 1.8 国内外研究现状及动态
• 1.9 本课题研究目的、意义及主要内容
• 1.9.1 研究目的、意义
• 1.9.2 研究内容
• 1.9.3 研究创新点
• 第2章 实验研究方法
• 2.1 实验背景
• 2.2 实验材料
• 2.3 病原微生物的检测分析方法
• 2.3.1 沙门氏菌
• 2.3.2 产气荚膜梭菌
• 2.4 指示微生物的检测分析方法
• 2.4.1 总大肠菌群
• 2.4.2 粪大肠菌群
• 2.4.3 大肠肝菌
• 2.4.4 粪链球菌
• 2.5 理化指标检测分析方法
• 第3章 人工湿地中指示微生物和病原微生物的数量分布及其意义
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 样品采集
• 3.2.2 指示和病原微生物选择
• 3.2.3 实验方法
• 3.2.4 理化指标分析
• 3.2.5 微生物分析
• 3.3 结果
• 3.3.1 人工湿地进、出水的水质情况
• 3.3.2 人工湿地中指示和病原微生物的数量分布
• 3.4 讨论
• 3.4.1 人工湿地中粪便污染的来源
• 3.4.2 人工湿地中指示和病原微生物的归宿
• 3.4.3 人工湿地的环境安全性
• 3.5 结论
• 第4章 人工湿地中指示微生物和病原微生物在污水和基质中的衰减研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 样品采集
• 4.2.2 指示和病原微生物选择
• 4.2.3 实验方法
• 4.2.4 分析方法
• 4.3 结果
• 4.4 讨论
• 4.4.1 人工湿地中指示和病原微生物的衰减
• 4.4.2 人工湿地中指示和病原微生物的选择
• 4.5 结论
• 第5章 水蚤对人工湿地中指示微生物和病原微生物的捕食研究
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 实验设计
• 5.2.2 指示和病原微生物选择
• 5.2.3 实验方法
• 5.2.4 分析方法
• 5.3 结果
• 5.4 讨论
• 5.5 结论
• 第6章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间获得的科研成果
• 致谢