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近年来，由蓝藻水华引起的微囊藻毒素(microcystins，MCs)次生污染已成为国内外关注的热点问题。当蓝藻细胞在常规水处理工艺中被完整去除后，大部分被转移到给水污泥中。随着放置时间的增加，藻细胞被破坏，胞内MCs就会释放到周围环境中，对人类的饮用水安全构成严重威胁。因此，在给水污泥无害化处理工艺中，对蓝藻细胞及其次生有毒物质的去除尤为重要。目前，厌氧生物去除法因其操作简单安全，成本低，且不易造成二次污染等优点得到广泛研究。而现有研究仅局限于将湖泊、湿地以及地下水沉淀物作为接种物在缺氧或厌氧条件下来降解MCs，而对含蓝藻细胞给水污泥中MCs降解效果及机理的研究较少。鉴于利用厌氧生物法降解MCs在含蓝藻细胞给水污泥无害化处理中广阔的应用前景，并结合国内给水污泥处理现状，本研究利用给水污泥中的土著微生物探索给水污泥中MCs的降解机理，以避免饮用水污泥处理工艺过程中因蓝藻细胞破损释放的有害物质对周围环境的不利影响，从而实现给水污泥的无害化处理。 本研究采用聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳、实时荧光定量PCR扩增检测、三维荧光激光发射矩阵、扫描电镜、气相色谱-质谱联用等技术手段分别考察了环境因素、营养物质和混凝药剂对厌氧生物降解含蓝藻细胞水污泥中MCs的影响机理。所得主要研究结论如下: (1)两实验水厂沉淀池污泥中微生物群落结构复杂，种类丰富，数量大，优势种属明显;从门的分类层面上讲，主要分为9门优势种群:变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门(Acidobacteria)、纤维杆菌（Fibrobacteres）、绿弯菌门（Chloroflexi拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、蓝藻菌门（Cyanobacteria）、泉发菌（Crenothrix）和疣微菌门（Verrucomicrobia）。其中，变形菌门（Proteobacteria）为分布最为普遍的细菌;不同水厂的新鲜污泥存在很多共同菌种，但数量有差异，其共有细菌种群为鞘脂杆菌（Sphingobacteriales）、厌氧绳菌（Anaerolineaceae）和甲基球菌（Methylothermus）等;对于同一水厂新鲜污泥和放置一定时间的污泥，其共有细菌群落有变形菌（Proteobacteria）和拟杆菌（Bacteroidetes）;对比饮用水厂和污水处理厂沉淀池污泥的微生物群落结构发现，变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和绿弯菌门（Chloroflexi）为两种污泥中的常见细菌。 (2)在一定温度范围内(15℃-35℃)，给水污泥中蓝藻细胞的破损速率以及MC-LR的厌氧生物降解速率随着温度的升高而增加，最高厌氧降解效率出现在T=35℃，在10d内其降解效率为99％;随着初始酸度（或碱度）的增加，蓝藻细胞破损程度随之增加，而MC-LR的厌氧生物降解速率则相应降低，最高厌氧降解效率出现在初始pH=8，在10d内其降解效率高达98％。由此得到给水污泥中厌氧生物降解MC-LR的最佳环境条件:T=35℃;初始pH=8;在厌氧过程中，由于培养条件的不同，给水污泥微生物群落结构发生较大变化，共检测到4门优势细菌群落:变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门（Firmicutes）和蓝藻菌门（Cyanobacteria），其中以变形菌门（Proteobacteria）分布最为广泛，而甲烷氧化菌（Methylosinus trichosporium）、假单胞菌（Pseudomonas sp.）和鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)的数量与MC-LR的降解速率具有正相关关系，因此推论这三种细菌具有厌氧生物降解MC-LR功能。此外，厌氧过程中生成的气体主成分为N2、CH4、NH3、CO、和H2O（水蒸气）等气体，其中CH4、NH3和H2O（水蒸气）3种气体可能与蓝藻细胞及MCs的厌氧生物降解有关。 (3)葡萄糖（有机碳）的投加对给水污泥中MC-LR的降解产生明显的抑制作用，且随着投加量的增加(0 mg/L-10，000 mg/L)，MC-LR的降解速率随之下降。不同葡萄糖投加量下，共检测到4门优势细菌群落:厚壁菌门（Firmicutes）、蓝藻菌门（Cyanobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）。甲基杆菌（Methylobacterium）和鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.）的数量与MC-LR的降解速率具有正相关关系，因此推论这两类细菌有可能是厌氧降解MC-LR的功能菌;Na2CO3（无机碳）的投加量不同，亦对MC-LR的厌氧生物降解速率产生不同程度的抑制作用，且投加量较低时，抑制作用不明显，而随着投加量的增加，抑制作用也会逐步增强;当NaNO3（无机氮源）投加量较低时(0 mg/L-100 mg/L)，反硝化过程与MC-LR的生物降解发生耦合反应，NaNO3的投加在一定程度上促进了MC-LR的厌氧生物降解，而当NaNO3浓度较高时(1，000 mg/L-10，000mg/L)，会造成MC-LR降解速率的同步降低;CON2H4（有机氮源）的投加对MC-LR的厌氧生物降解产生明显的抑制作用，且随着投加量的增加，其抑制作用也随之增强。因此，向给水污泥中投加适量的氮源(＜100 mg/L)则能显著促进MC-LR的厌氧生物降解效率。 (4)以FeCl3为混凝剂形成的絮体对蓝藻细胞的破损及总MC-LR的降解没有明显作用;以壳聚糖作为混凝剂在一定的时间内既对蓝藻细胞具有一定的保护作用，也能吸附胞外MC-LR;聚合氯化铝（poly aluminium chloride，PAC）能够加剧蓝藻细胞的破损，导致胞内毒素的大量释放，从而加速了底泥中总MC-LR的厌氧生物降解速率;随着厌氧过程的进行，酪氨酸/色氨酸蛋白、酪氨酸/色氨酸、腐殖酸和富里酸类物质浓度均呈现不同程度的增加，说明混凝剂的种类对底泥中胞外聚合物(extracellular polymeric substance，EPS)产生了明显影响。