新型湿地高效处理养殖废水的脱氮过程及其微生物机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41601268
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0709.基础土壤学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Swine wastewater is high nitrogen organic wastewater. Using constructed wetland dispose of swine wastewater is effective method of nitrogen removal. In the previous field experiment had been confirmed that a new type Myriophyllum elatinoides constructed wetland could high efficiently remove nitrogen, the removal rate of ammonia nitrogen and total nitrogen was reached 90%. But research of nitrogen removal process and microbiological mechanism is less. In this study, we select two types of wetland plant Eichhornia crassipes and Alternanthera philoxeroides which compare to M. elatinoides constructed wetland. We will sample sediments in different seasons. We will adopt physicochemical methods of the chlorate inhibition method and acetylene inhibition method and molecular analysis method of Miseq high-throughput sequencing. Our research is conducted to study dynamic changes of metabolic activity of nitrifying and denitrifying bacteria, genetic abundance, microbial structure in different seasons,compare to the other two wetland. We will discuss contribution rate of nitrogen removal of nitrification and denitrification of sediment, respectively. Combining the multivariate statistical analyses, we study the relations of interaction between environmental factor and nitrogen removal microbial structure. By above systematic further studying, we reveal microbiological mechanism of nitrogen removal in new type constructed wetland. This study provides data support to perfecting nitrogen cycle theory and nitrogen removal mechanism of constructed wetland system.
养殖废水是氮含量高的有机废水,采用人工湿地处理是有效的脱氮方法。在前期野外模拟试验已证实在高效脱氮的绿狐尾藻新型湿地中,对氨氮和总氮的平均去除效率高达90%以上,但存在脱氮过程及其微生物机制认识不足。本研究选择常见的两种湿地植物水葫芦、水花生与绿狐尾藻构建野外对比试验,在不同季节进行底泥采样,采用氯酸盐抑制法和乙炔抑制法的理化手段,研究不同植物湿地硝化和反硝化代谢活性变化规律,揭示绿狐尾湿地中硝化和反硝化作用相对于其他湿地对氮素去除的贡献,再运用Miseq高通量测序等分子手段,研究硝化和反硝化微生物基因丰度和群落组成动态变化,探讨绿狐尾藻湿地与其他湿地硝化和反硝化微生物群落变化不同规律。应用多元数理统计方法,分析湿地脱氮微生物群落结构与环境因子相互作用关系。从而深入研究对比几种湿地微生物,揭示新型湿地处理养殖废水的脱氮微生物机制,为完善人工湿地氮循环的理论和氮的去除机理提供数据支撑。

结项摘要

通过本项目发现新型湿地高效处理养殖废水脱氮过程中,硝化功能基因AOB基因丰度高于AOA,反硝化功能基因nirK基因丰度高于nirS,说明该系统中硝化过程主要以AOB起主导作用,反硝化过程主要以nirK起主导作用。湿地系统中一周年硝化潜势变化范围为2.3–120.7 mg N kg-1 底泥 d-1,反硝化潜势变化范围为512–8806 mg N kg-1 底泥 d-1,均高于其他植物湿地系统。同时发现这两种功能基因分别与硝化和反硝化潜势呈强烈的正相关性,这一结果阐明了新型湿地高效处理养殖废水脱氮的分子机理。通过高通量测序结果发现,多级湿地系统中前段主要以厌氧微生物为主,随着水质DO和Eh的升高,后段主要以好氧微生物为主,该结果进一步明确新型湿地氮素循环的过程和特征。对完善人工湿地去除氮的分子机理具有重要意义。通过对新型湿地高效处理养殖废水脱氮的分子机理的研究,可以为该湿地应用于养殖废水治理提供科学理论依据和数据支撑。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Seasonality distribution of the abundance and activity of nitrification and denitrification microorganisms in sediments of surface flow constructed wetlands planted with Myriophyllum elatinoides during swine wastewater treatment
养殖狐尾藻人工湿地处理养猪废水沉积物中硝化反硝化微生物丰度和活性的季节性分布
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Bioresource Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Li Xi;Zhang Miaomiao;Liu Feng;Chen Liang
  • 通讯作者:
    Chen Liang
Enhanced nitrogen removal and quantitative analysis of removal mechanism in multistage surface flow constructed wetlands for the large-scale treatment of swine wastewater
规模化处理养猪废水多级表面流人工湿地强化脱氮及去除机理定量分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Environmental Management
  • 影响因子:
    8.7
  • 作者:
    Li Xi;Li Yuyuan;Li Yong;Wu Jinshui
  • 通讯作者:
    Wu Jinshui
Diversity and distribution of bacteria in a multistage surface flow constructed wetland to treat swine wastewater in sediments
多级表面流人工湿地处理沉积物中养猪废水的细菌多样性和分布
  • DOI:
    10.5771/9783845243580-41
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Microbiology and Biotechnology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Li Xi;Li Yuyuan;Li Yong;Wu Jinshui
  • 通讯作者:
    Wu Jinshui
亚热带丘陵区湿地水生植物组合模式拦截氮磷的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    生态环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王丽莎;李希;甘蕾;张瑞
  • 通讯作者:
    张瑞
稻草—绿狐尾藻复合人工湿地技术处理养猪废水  综合效益分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    农业现代化研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李远航;刘洋;刘铭羽;李希
  • 通讯作者:
    李希

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其他文献

Fission Track Thermochronology Evidence for Multiple Periods of Mineralization in the Wulonggou Gold Deposits, Eastern Kunlun Mountains, Qinghai Province
青海东昆仑五龙沟金矿床多期成矿裂变径迹热年代学证据
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    3.3
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  • 通讯作者:
    王先美
人载脂蛋白H的分离、纯化和鉴定
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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基于整体最小二乘的椭圆拟合方法
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    微电子学与计算机
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    熊风光;李希;韩燮
  • 通讯作者:
    韩燮
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    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李希;周晓琳;田 震
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    田 震
MORPHOLOGICAL CONFIGURATIONS OF MATERIALELEMENTS DURNG TURBULENT MIXING──EXPERIMENTAL STUDY AND MODELLING
湍流混合过程中材料元素的形态配置——实验研究和建模
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  • 发表时间:
    1994-06-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李希;陈建峰;陈甘棠
  • 通讯作者:
    陈甘棠

其他文献

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李希的其他基金

植物组合根际协同强化人工湿地脱氮机理
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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