[發明專利]一種基于微生物技術的人工濕地運行狀態監測方法

有效

• 申請號: 201910191760.8
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109879436B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 李瑞利;沈小雪;于凌云;陳志騰;謝曙光
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/34;G01N33/18
• 代理公司: 深圳市中聯專利代理有限公司 44274
• 代理人: 李俊

本發明提供一種基于微生物技術的人工濕地運行狀態監測方法，包括：調查人工濕地運行概況，包括人工濕地相關參數和污水相關參數；建立人工濕地沉積物樣品采集方法，明確微生物提取與分析方法；判斷人工濕地微生物測試數據質量；分析人工濕地的微生物群落組成；明確和量化人工濕地的微生物優勢菌群；確定人工濕地優勢菌群功能；基于微生物優勢菌群豐度判斷人工濕地處理能力以及基于功能菌群分布模式判斷人工濕地運行穩定狀態。本發明提供的基于微生物技術的人工濕地運行狀態監測方法，通過微生物群落豐度和分布模式分析，可有效的監測和評價人工濕地的污水處理能力和運行的穩定狀態。

技術領域

本發明涉及生態環境保護技術領域，特別涉及一種基于微生物技術的人工濕地運行狀態監測方法。

背景技術

作為海岸濕地生態系統的重要組成部分，紅樹林在防浪護岸、維持生物多樣性和漁業資源、凈化環境等方面具有重要的生態功能。近年來，大量點源和面源污染物排放到江河湖海中，使河口及沿海地區的紅樹林成為持久性有機污染物的匯集場所。紅樹林濕地能夠有效地富集重金屬離子和有機污染物，且有研究發現紅樹林人工濕地能夠穩定且有效地對污水進行凈化，維持時間長達10年以上。其中，除了紅樹植物自身對污染物的吸附作用，紅樹林濕地環境中的微生物種群被認為是污染物的主要清理者。可見，紅樹林人工濕地中微生物群落狀態將是濕地運行狀態的有效指示指標，相關研究成果也將為人工濕地運行狀態的調整和改善提供重要科學依據。

當前，關于人工濕地運行狀態的判斷主要是基于進出水質指標，從污水處理效率或者效果反映。但是，當前方法只能反映人工濕地對污水的處理狀況，并不能為人工濕地運行狀態的改善提供有效指導，監測評價方法存在局限。因此，為了更有效的監測、評價，進而改善紅樹林人工濕地的運行狀態，亟需構建一種完善的人工濕地監測方法。

發明內容

針對以上問題，本發明專利目的在于設計了一種基于微生物技術的人工濕地運行狀態監測方法，通過微生物群落豐度和分布模式分析，可有效的監測和評價工濕地的污水處理能力和運行的穩定狀態。

本發明具體是通過以下技術方案實現的：

一種基于微生物技術的人工濕地運行狀態監測方法，包括：

步驟S101，調查人工濕地運行概況，包括人工濕地相關參數和污水相關參數；

步驟S102，建立人工濕地沉積物樣品采集方法，明確微生物提取與分析方法；

步驟S103，判斷人工濕地微生物測試數據質量；

步驟S104，分析人工濕地的微生物群落組成；

步驟S105，明確和量化人工濕地的微生物優勢菌群；

步驟S106，確定人工濕地優勢菌群功能；

步驟S107，基于微生物優勢菌群豐度判斷人工濕地處理能力以及基于功能菌群分布模式判斷人工濕地運行穩定狀態。

具體的，本發明所述人工濕地相關參數包括濕地類型、運行時長、布局特征、結構特征、填料組成、沉積物理化性質、植物種類、生物量及種植密度、濕地規格和水力負荷；所述污水相關參數包括污水類型、處理流程和滯留時間。

具體的，本發明所述建立人工濕地沉積物樣品采集方法，明確微生物提取與分析方法，具體包括標準化樣品采集方法、樣品提取方法和數據分析方法；所述樣品采集方法包括統一取樣深度、取樣點位設置和樣品取樣量；所述樣品提取方法包括選用成熟的試劑盒，擴增16S rRNA V4區域并純化，采用Illumina Miseq 2000平臺進行雙端高通量測序；所述數據分析方法包括選取高質量的序列信息并用于下游分析，所有的高質量序列在97％序列相似度的水平上歸類成各個操作分類單元OTUs，選取每個OUT中的代表性序列，，并采用核苷酸數據庫工程分類器RDP對各代表序列進行進化分類。