毕业论文：15N标识的微生物除氮试验影响因素分析

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：化工学院　　　　　　　 专业班级：08环境工程　

课题名称 15N标识的微生物除氮试验影响因素分析
设计（论文）类型
（划√） 工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其它
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1、本课题的的研究目的和意义：
现代水环境恢复工程，不仅要求人们排放的污水不能对环境产生危害，而且要求对污水进行适当处理，使之能够重复利用。然而，现有研究注重对一类和二类无污染物中固体颗粒物、有机物、有毒物质的治理，工程上一般为污水二级处理，达到国家排放标准后进行排放。从污水重复利用角度，二级处理污水中氮、磷等富集，如果排放到地表水体，将导致水体富营养化，如果作为中水回用，超出了回用标准。因此，污水中氮的运移理论和去除技术都是环境工程和环境地学领域亟待解决的问题。
2、 文献综述（国内外研究情况及其发展）：

⑴ 国内
我国对氮污染地下水的研究开始于20世纪80年代。但早在60年代, 我国北方一些地区, 如辽宁、吉林、河北等省的部分地区, 就曾有过地下肥水问题的报道, 所谓地下肥水 , 就是被硝酸盐污染的地下水。1978年以来对我国50个城市地下水水质的监测表明, 已有21个城市的地下水受到不同
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浓度超过最大污染物允许浓度, 即10 m g /LNO3- -N。在该州中北部的一个地区, 所测水样中有77%超过最大污染物允许浓度, 平均浓度值达59. 9 mg/L。在法国、俄罗斯和荷兰, 地下水中硝酸盐浓度常会达到40~ 50 m g /L, 地下水和井水中的硝酸盐有时甚至高达500~700 mg/L。
孟加拉国是东南亚地区人口最密集的国家, 大部分居民都是靠农业为生。由于农业在该国的重要地位, 潜在的硝酸盐污染很可能在不久的将来出现。通过采集在孟加拉国中、东部地区的地下水和河水水样分析发现, 在浅层和深层地下水中硝酸盐浓度分别为中部最低为0. 1mg/L、最高75.12mg/L; 西部最低0. 10 mg/L、最高40. 78 mg/L。目前, 巴勒斯坦和德国的科学家们已经建议加沙地带当局立即着手应对饮用水中高浓度硝酸盐问题。因为在该地区90%的水样被查出含有一定浓度的硝酸盐, 这个浓度介于WHO 所规定限值的2 倍到8 倍之间。地下水是生活在加沙地带大部分居民唯一的饮用水来源, 有研究表明, 在该地区接受测试的640个婴儿中, 有一半婴儿已出现正铁血红蛋白症的迹象。在2001年至2007年间, 科学家们分7 个时期从该地区的115口市政井和50口自采井中采集了水样进行检测, 测得的硝酸盐浓度在31~ 452 m g /L之间, 115 口市政井中仅有10口井的硝酸盐含量在WHO所规定的限值以下。
3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：

本论文选取反硝化细菌作为研究对象，从自然环境中选取土壤试样进行反硝化细菌的分离培养，研究其在温度、pH值、砂砾粒径、沙砾量、C/N值、初始硝酸盐氮浓度、微生物接种量等不同影响因素下的脱氮效果，并通过对标识的15N的组成分析来确定采集土壤中的硝酸盐氮的来源。
4、拟解决的关键问题：

⑴反硝化细菌的在地下水环境中的生长规律；
⑵确定在实验条件下，脱氮效果最好的微生物生长条件；
⑶在不同的微生物接入量、温度、pH值、初始C/N比、初始硝酸盐氮浓度、砂砾颗粒尺寸大小、砂砾量的条件下，反硝化细菌脱氮的效果规律；
⑷揭示地下水环境中硝酸盐氮的主要来源。
5、研究思路、方法和步骤：

（1）反硝化细菌的分离培养与富集：从自然环境中选取土壤试样，进行反硝化细菌的分离培养与富集，实验探究分离培养所得的反硝化细菌是否能达到实验要求；
（2）静态模拟实验：本实验研究对象为地下水环境，为模拟地下水岩性环境，向含硝酸盐氮的培养基内加入适量砂砾，并接种一定量的反硝化细菌。在厌氧条件下，改变接种量、砂砾颗粒尺寸大小、初始C/N比、硝酸盐氮初始浓度、pH值和温度，并通过测定相对应的硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、OD值和pH值，来研究各影响因素对反硝化细菌脱氮效果的影响；
（3）通过质谱仪分析15N的组成，对照各种来源的硝酸盐氮中15N的组成来确定硝酸盐氮的主要来源；
（4）分析实验结果，得出实验结论并提出建议，展望硝酸盐氮微生物修复的前景。
6、本课题的进度安排：

⑴ 2012.2.13-2012.3.15资料收集，确定实验方案，编写实验步骤，并备齐实验药品及实验仪器；采集土样，从其中分离和富集培养反硝化细菌。
⑵ 2012.3.16-2012.5.10 配制所需药品，按实验方案在不同的温度、pH值、砂砾量、砂砾粒径、微生物接种量、初始C/N比、初始硝酸盐氮浓度下测定不同时期的实验环境中的硝酸盐氮浓度、亚硝酸盐氮浓度、氨氮浓度、OD值、pH值；并加入15N药品测定δ15N值。同时初步整理分析实验数据。
⑶ 2012.5.11-2012.6.4数据的进一步分析，撰写论文和修改，定稿及论文答辩。
7、参考文献：

[1]Kendall C，Mcdonnell JJ. Isotope Tracers in Catchment Hydrology［M］. Amsterdam:Ⅱ Elsevier Science，1998. 519-576.
[2]肖化云，刘从强.氮同位素示踪贵州红枫湖河流季节性氮污染［J］.地球与环境，2004，32(1) :71-75.
[3]Bttcher J，Strebel O，Voerkelius S，etal. Using isotope fractionation of nitrate-n ……（未完，全文共4666字，当前仅显示2357字，请阅读下面提示信息。收藏《毕业论文：15N标识的微生物除氮试验影响因素分析》）