畢業(yè)論文：15N標(biāo)識的微生物除氮試驗(yàn)影響因素分析

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
學(xué)院：化工學(xué)院　　　　　　　 專業(yè)班級：08環(huán)境工程　

課題名稱 15N標(biāo)識的微生物除氮試驗(yàn)影響因素分析
設(shè)計(jì)（論文）類型
（劃√） 工程設(shè)計(jì) 應(yīng)用研究 開發(fā)研究 基礎(chǔ)研究 其它
√
1、本課題的的研究目的和意義：
現(xiàn)代水環(huán)境恢復(fù)工程，不僅要求人們排放的污水不能對環(huán)境產(chǎn)生危害，而且要求對污水進(jìn)行適當(dāng)處理，使之能夠重復(fù)利用。然而，現(xiàn)有研究注重對一類和二類無污染物中固體顆粒物、有機(jī)物、有毒物質(zhì)的治理，工程上一般為污水二級處理，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放。從污水重復(fù)利用角度，二級處理污水中氮、磷等富集，如果排放到地表水體，將導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，如果作為中水回用，超出了回用標(biāo)準(zhǔn)。因此，污水中氮的運(yùn)移理論和去除技術(shù)都是環(huán)境工程和環(huán)境地學(xué)領(lǐng)域亟待解決的問題。
2、 文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：

⑴ 國內(nèi)
我國對氮污染地下水的研究開始于20世紀(jì)80年代。但早在60年代, 我國北方一些地區(qū), 如遼寧、吉林、河北等省的部分地區(qū), 就曾有過地下肥水問題的報(bào)道, 所謂地下肥水 , 就是被硝酸鹽污染的地下水。1978年以來對我國50個(gè)城市地下水水質(zhì)的監(jiān)測表明, 已有21個(gè)城市的地下水受到不同
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濃度超過最大污染物允許濃度, 即10 m g /LNO3- -N。在該州中北部的一個(gè)地區(qū), 所測水樣中有77%超過最大污染物允許濃度, 平均濃度值達(dá)59. 9 mg/L。在法國、俄羅斯和荷蘭, 地下水中硝酸鹽濃度常會(huì)達(dá)到40~ 50 m g /L, 地下水和井水中的硝酸鹽有時(shí)甚至高達(dá)500~700 mg/L。
孟加拉國是東南亞地區(qū)人口最密集的國家, 大部分居民都是靠農(nóng)業(yè)為生。由于農(nóng)業(yè)在該國的重要地位, 潛在的硝酸鹽污染很可能在不久的將來出現(xiàn)。通過采集在孟加拉國中、東部地區(qū)的地下水和河水水樣分析發(fā)現(xiàn), 在淺層和深層地下水中硝酸鹽濃度分別為中部最低為0. 1mg/L、最高75.12mg/L; 西部最低0. 10 mg/L、最高40. 78 mg/L。目前, 巴勒斯坦和德國的科學(xué)家們已經(jīng)建議加沙地帶當(dāng)局立即著手應(yīng)對飲用水中高濃度硝酸鹽問題。因?yàn)樵谠摰貐^(qū)90%的水樣被查出含有一定濃度的硝酸鹽, 這個(gè)濃度介于WHO 所規(guī)定限值的2 倍到8 倍之間。地下水是生活在加沙地帶大部分居民唯一的飲用水來源, 有研究表明, 在該地區(qū)接受測試的640個(gè)嬰兒中, 有一半嬰兒已出現(xiàn)正鐵血紅蛋白癥的跡象。在2001年至2007年間, 科學(xué)家們分7 個(gè)時(shí)期從該地區(qū)的115口市政井和50口自采井中采集了水樣進(jìn)行檢測, 測得的硝酸鹽濃度在31~ 452 m g /L之間, 115 口市政井中僅有10口井的硝酸鹽含量在WHO所規(guī)定的限值以下。
3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：

本論文選取反硝化細(xì)菌作為研究對象，從自然環(huán)境中選取土壤試樣進(jìn)行反硝化細(xì)菌的分離培養(yǎng)，研究其在溫度、pH值、砂礫粒徑、沙礫量、C/N值、初始硝酸鹽氮濃度、微生物接種量等不同影響因素下的脫氮效果，并通過對標(biāo)識的15N的組成分析來確定采集土壤中的硝酸鹽氮的來源。
4、擬解決的關(guān)鍵問題：

⑴反硝化細(xì)菌的在地下水環(huán)境中的生長規(guī)律；
⑵確定在實(shí)驗(yàn)條件下，脫氮效果最好的微生物生長條件；
⑶在不同的微生物接入量、溫度、pH值、初始C/N比、初始硝酸鹽氮濃度、砂礫顆粒尺寸大小、砂礫量的條件下，反硝化細(xì)菌脫氮的效果規(guī)律；
⑷揭示地下水環(huán)境中硝酸鹽氮的主要來源。
5、研究思路、方法和步驟：

（1）反硝化細(xì)菌的分離培養(yǎng)與富集：從自然環(huán)境中選取土壤試樣，進(jìn)行反硝化細(xì)菌的分離培養(yǎng)與富集，實(shí)驗(yàn)探究分離培養(yǎng)所得的反硝化細(xì)菌是否能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求；
（2）靜態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)：本實(shí)驗(yàn)研究對象為地下水環(huán)境，為模擬地下水巖性環(huán)境，向含硝酸鹽氮的培養(yǎng)基內(nèi)加入適量砂礫，并接種一定量的反硝化細(xì)菌。在厭氧條件下，改變接種量、砂礫顆粒尺寸大小、初始C/N比、硝酸鹽氮初始濃度、pH值和溫度，并通過測定相對應(yīng)的硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、OD值和pH值，來研究各影響因素對反硝化細(xì)菌脫氮效果的影響；
（3）通過質(zhì)譜儀分析15N的組成，對照各種來源的硝酸鹽氮中15N的組成來確定硝酸鹽氮的主要來源；
（4）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并提出建議，展望硝酸鹽氮微生物修復(fù)的前景。
6、本課題的進(jìn)度安排：

⑴ 2012.2.13-2012.3.15資料收集，確定實(shí)驗(yàn)方案，編寫實(shí)驗(yàn)步驟，并備齊實(shí)驗(yàn)藥品及實(shí)驗(yàn)儀器；采集土樣，從其中分離和富集培養(yǎng)反硝化細(xì)菌。
⑵ 2012.3.16-2012.5.10 配制所需藥品，按實(shí)驗(yàn)方案在不同的溫度、pH值、砂礫量、砂礫粒徑、微生物接種量、初始C/N比、初始硝酸鹽氮濃度下測定不同時(shí)期的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的硝酸鹽氮濃度、亞硝酸鹽氮濃度、氨氮濃度、OD值、pH值；并加入15N藥品測定δ15N值。同時(shí)初步整理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
⑶ 2012.5.11-2012.6.4數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，撰寫論文和修改，定稿及論文答辯。
7、參考文獻(xiàn)：

[1]Kendall C，Mcdonnell JJ. Isotope Tracers in Catchment Hydrology［M］. Amsterdam:Ⅱ Elsevier Science，1998. 519-576.
[2]肖化云，劉從強(qiáng).氮同位素示蹤貴州紅楓湖河流季節(jié)性氮污染［J］.地球與環(huán)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，當(dāng)前僅顯示2357字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：15N標(biāo)識的微生物除氮試驗(yàn)影響因素分析》）