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反硝化偶联厌氧甲烷氧化(DAMO)菌群广泛存在于自然厌氧环境中,对生态系统中的碳循环和氮循环有重要意义,其发现和运用对控制环境富营养化以及甲烷的释放有重要作用。此外,工业和农业上抗菌剂的大量使用会导致含抗菌剂的废水排出,影响环境中的反硝化和甲烷厌氧氧化过程。因此,研究抗菌剂对DAMO菌群的影响可以评价抗菌剂的使用对环境的影响,并可给运用DAMO处理含抗菌剂的废水提供参考。本论文构建了厌氧序批式生物反应器(SBR),并用于富集来自堆积牛粪厌氧层中的DAMO菌群,然后分别研究了抗菌剂金霉素和碲酸盐对DAMO菌群的影响,并对可能的影响机制进行了研究和分析。本文的主要研究内容和结论如下:(1)厌氧序批式生物反应器(SBR)的构建与DAMO菌群的富集。构建了实验室规模的厌氧SBR,并将之运用于富集来自农业堆肥厌氧层中的DAMO菌群。在163 d的反应器运行中,通过分析硝酸盐与亚硝酸盐的浓度变化、反硝化效率、氮去除百分比、挥发性悬浮固体占比,以及运用qPCR技术分析DAMO相关功能基因的丰度变化来综合评估构建的SBR富集DAMO的效果。结果显示,反应器在稳定阶段的反硝化量分别为0.69±0.40 mg-N/L/d NO3-和1.27±0.78mg-N/L/d NO2-,每个循环周期结束后氮的去除效率达到100%左右,挥发性悬浮固体在总悬浮固体中的占比不断升高,DAMO中M.oxyfera和M.nitroreducens的功能基因pmoA和mcrA的相对丰度均有提高。这些结果表明,厌氧SBR运行逐渐稳定,DAMO菌群在SBR中稳定生长。SBR具有长时间运行稳定、生物质高效留存等优点,适合用来对生长缓慢的DAMO菌群进行富集和定量研究。(2)金霉素对DAMO菌群影响的考察。通过加入不同浓度的金霉素到厌氧SBR中,研究了金霉素对DAMO的反硝化效率、平均氮还原速率、DAMO相关功能基因、整合子基因intI1和抗生基因tet的丰度影响。结果显示,金霉素的加入会降低反硝化的效率,不同浓度的金霉素抑制效果不同。金霉素的加入还会抑制DAMO的16S rRNA以及功能基因pmoA、mcrA的表达,金霉素的浓度与抗性基因的丰度没有直接相关性。本实验确定了金霉素对DAMO菌群的影响主要体现在对DAMO菌群中的M.oxyfera的抑制作用,对M.nitroreducens的影响较弱。金霉素的加入引起intI1的表达相对丰度增加,从而诱发tet基因基因转移与表达,这可能是DAMO菌群抵抗金霉素抑制作用的方式之一。(3)抗菌剂碲酸盐对DAMO菌群影响考察。该实验是在一个新构建的厌氧SBR中进行,NO3-去除效率能达到最大1.6 mg-N/L/d,氮去除百分比为100%。TeO42-代替NO3-加入到SBR中,探究TeO42-对DAMO菌群的影响以及TeO42-的行为表现。TeO42-加入后出现了生物还原的现象,去除量能达到0.65 mg-Te/L/d,去除率约为66%。TeO42-的加入会抑制M.oxyfera和M.nitroreducens的代谢活性。结合XRD分析结果表明DAMO菌群抵抗抗菌剂TeO42-的抑制是将其脱毒还原为单质Te0,并且证实了TeO42-被生物还原的电子供体是CH4,NO3-作为竞争性电子受体会影响TeO42-的生物还原,TeO42-在SBR中的生物还原很可能就是由DAMO菌群驱动。研究结果表明,所构建的厌氧SBR适合用来富集生长缓慢的DAMO菌群。抗菌剂金霉素和碲酸盐对DAMO菌群的均有抑制作用,DAMO菌群处理外来抗菌剂压力的机制是不同的。该研究表明环境中的抗菌剂污染会影响富营养化和加快甲烷的释放,同时能够对用DAMO菌群处理含金霉素和碲氧化物废水提供参考,DAMO菌群对碲酸盐的生物还原脱毒行为丰富了对碲元素的地球化学循环认识。