反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫及微生物群落結(jié)構(gòu)解析的任務(wù)書

反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫及微生物群落結(jié)構(gòu)解析的任務(wù)書任務(wù)書一、任務(wù)背景隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高。其中，廢水和廢氣的處理已經(jīng)成為環(huán)保領(lǐng)域的重點(diǎn)之一。沼氣生物脫硫過(guò)程是以擁有反硝化特性的微生物為主導(dǎo)，利用廢氣中的硫化氫進(jìn)行脫硫，同時(shí)生產(chǎn)出可再利用的沼氣能源。本課題旨在研究反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫及其微生物群落結(jié)構(gòu)，為相關(guān)環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用和理論研究提供支持。二、任務(wù)目標(biāo)1.掌握反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫的工藝流程和影響因素；2.研究反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫過(guò)程中微生物群落的構(gòu)成及其變化情況；3.比較不同運(yùn)行條件下反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫的脫硫效果及微生物群落特征；4.分析反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)與脫硫效率的關(guān)系，探討其脫硫機(jī)理。三、任務(wù)內(nèi)容1.反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫過(guò)程的建立和實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化a.在實(shí)驗(yàn)室中建立反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)；b.確定最適宜的運(yùn)行條件，比較不同操作條件下脫硫效果的差異；c.探究溫度、pH值、C/N比等因素對(duì)反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫的影響，尋求最優(yōu)條件。2.微生物群落結(jié)構(gòu)的分析a.樣品采集、提取微生物DNA并擴(kuò)增16SrRNAgene片段；b.進(jìn)行高通量測(cè)序，并進(jìn)行各樣品間的比較分析；c.評(píng)價(jià)不同反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫系統(tǒng)中微生物群落的結(jié)構(gòu)差異及變化。3.分析反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫過(guò)程的脫硫機(jī)理a.基于微生物群落結(jié)構(gòu)變化分析反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫過(guò)程中的微生物代謝通路，探究其脫硫機(jī)理；b.通過(guò)PCR技術(shù)檢測(cè)和分析關(guān)鍵功能基因的表達(dá)情況，深入探討反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫機(jī)制。四、預(yù)期成果1.建立了反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，優(yōu)化了其對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)性；2.分析并比較了不同運(yùn)行條件下反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫的脫硫效果及微生物群落結(jié)構(gòu)的差異；3.明確了反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫過(guò)程中的微生物群落結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，并探討了反硝化耦聯(lián)沼氣生物脫硫的脫硫機(jī)理；4.結(jié)果具有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)際應(yīng)用意義。五、參考文獻(xiàn)1.Tang,C.J.,Li,X.J.,&Sun,G.Q.(2013).Biotechnologicaladvancesinbiogasproductionanditsenvironmentalimpact.Biotechnologyadvances,31(8),1393-1401.2.López-González,J.A.,&Arauzo,J.(2019).Biologicaldesulfurizationofbiogas:Areview.Chemicalengineeringjournal,370,1097-1110.3.Wang,W.,Sun,X.,Hu,M.,Li,J.,Lin,X.,Yang,G.,...&Yang,C.(2019).Structure,diversity,andfunctionsofmicrobialcommunityassociatedwithalkalinesalinesoil.Journalofmicrobiologyandbiotechnology,29(7),957-968.4.Lu,X.,&Kobayashi,T.(2020).Microbialdiversityofanaerobicdigestionmanure,itsimprovingusingfunctionalmicrobialconsortium,andreal-timemonitoringsystemofmethanogenicbacteria.Frontiersinmicrobiology,11.5.Lu,H.,Yuan,Y.,Huang,M.,Kang,Y.,Zhan,C.,Deng,Y.,...&Li,X.(2020).Enhancingnitriteaccumulationinasequencingbatchreactor(SBR)