含铀废水微生物处理的作用机理与群落结构特征

本书在全面介绍含铀废水来源、处理方法、除铀微生物菌属及机理、相应的分子生物学研究进展的基础上，对铀尾矿区土壤中微生物群落结构进行系统解析，从中分离、富集出耐铀优势微生物菌群，进行含铀废水的处理；开展厌氧颗粒污泥、硫酸盐还原颗粒污泥处理酸性含铀废水的研究，分析其中微生物除铀机理及群落结构特征；分析生物硫铁中微生物除铀效果、作用机理与群落结构特征。这些研究成果可为含铀工业废水及酸性铀污染地下水的生物处理提供理论基础与技术借鉴。

目录
第1章绪论1
1.1含铀废水的来源及危害1
1.1.1含铀废水的来源1
1.1.2含铀废水的危害3
1.2含铀废水的处理4
1.2.1含铀废水的处理方法4
1.2.2含铀废水的生物处理技术5
1.3除铀微生物菌属及群落结构7
1.3.1除铀微生物菌属7
1.3.2耐铀微生物群落结构9
1.4微生物除铀机理10
1.4.1生物还原11
1.4.2生物吸附11
1.4.3生物矿化12
1.4.4生物富集13
1.5分子生物学技术在除铀微生物研究中的应用13
1.5.1变性梯度凝胶电泳技术13
1.5.2末端性片段长度多态性14
1.5.3宏基因组技术15
1.5.4基因芯片技术15
1.6本书的主要内容16
第2章铀尾矿区微生物群落结构特征18
2.1铀尾矿区微生物多样性与群落结构分析方法18
2.1.1土样采集18
2.1.2基因组DNA提取与PCR扩增19
2.1.3高通量测序与数据分析19
2.2铀尾矿区微生物多样性分析19
2.2.1样本序列与OTU分析19
2.2.2微生物Alpha多样性分析20
2.3细菌与古菌群落结构特征22
2.3.1细菌与古菌群落结构组成22
2.3.2细菌与古菌系统发育树分析25
2.4本章小结26
第3章耐铀细菌分离及除铀机理27
3.1耐铀细菌分离纯化27
3.1.1耐铀细菌分离纯化方法27
3.1.2耐铀细菌筛选结果28
3.1.3耐铀细菌生理生化特征29
3.1.4耐铀细菌分子生物学鉴定30
3.2耐铀细菌除铀实验及效果32
3.2.1耐铀细菌除铀实验32
3.2.2耐铀细菌除铀效果33
3.3耐铀细菌除铀机理35
3.3.1耐铀细菌蛋白作用35
3.3.2耐铀细菌微观结构特征37
3.3.3耐铀细菌官能团特征38
3.3.4细菌除铀前后XRD分析40
3.4本章小结41
第4章耐铀复合菌群富集及除铀效果与机理43
4.1耐铀微生物富集与菌群组成43
4.1.1耐铀微生物富集43
4.1.2耐铀微生物菌群组成45
4.2微生物菌群除铀效果47
4.2.1pH对U(VI)去除的影响47
4.2.2微生物菌群投加量对U(VI)去除的影响47
4.2.3U(VI)初始浓度对U(VI)去除的影响48
4.2.4温度对U(VI)去除的影响49
4.2.5死细菌与活细菌除铀实验49
4.2.6高浓度U(VI)下微生物菌群生长情况50
4.2.7微生物菌群耐铀持续性51
4.3微生物菌群耐铀机理52
4.3.1耐铀微生物菌群微观结构特征52
4.3.2耐铀微生物菌群官能团特征53
4.3.3微生物菌群除U(VI)前后XRD分析54
4.4本章小结55
第5章厌氧颗粒污泥除铀效果与群落结构特征56
5.1厌氧颗粒污泥特征与微生物群落结构56
5.1.1厌氧颗粒污泥性质56
5.1.2厌氧颗粒污泥微观特征57
5.1.3厌氧颗粒污泥微生物群落结构58
5.2厌氧颗粒污泥除铀效果62
5.2.1初始浓度对U(VI)去除的影响63
5.2.2pH对U(VI)去除的影响64
5.2.3投加量对U(VI)去除的影响65
5.2.4共存离子对U(VI)去除的影响66
5.3除铀后厌氧颗粒污泥群落结构特征69
5.3.1除铀后微生物形态结构与元素组成69
5.3.2除铀后微生物多样性特征70
5.3.3处理不同浓度铀后微生物群落结构特征73
5.4厌氧颗粒污泥处理酸性含铀废水效果及群落结构特征80
5.4.1酸性pH条件下厌氧颗粒污泥除铀效果80
5.4.2厌氧颗粒污泥微生物多样性分析82
5.4.3厌氧颗粒污泥群落结构特征86
5.5本章小结91
第6章硫酸盐还原颗粒污泥除铀效果与群落结构特征93
6.1硫酸盐还原颗粒污泥除铀效果93
6.1.1硫酸盐还原颗粒污泥驯化93
6.1.2铀去除实验94
6.2硫酸盐还原颗粒污泥除铀机理100
6.2.1硫酸盐还原颗粒污泥微观结构特征100
6.2.2硫酸盐还原颗粒污泥官能团特征101
6.2.3U(VI)在硫酸盐还原颗粒污泥中的价态分析102
6.3硫酸盐还原颗粒污泥微生物多样性及群落结构特征102
6.3.1硫酸盐还原颗粒污泥微生物多样性分析102
6.3.2硫酸盐还原颗粒污泥微生物群落结构特征103
6.4硫酸盐还原颗粒污泥的应用潜力106
6.5本章小结107
第7章生物硫铁除铀效果与微生物群落结构特征108
7.1厌氧底泥除铀效果与微生物群落结构特征109
7.1.1材料与方法109
7.1.2铀去除效果110
7.1.3厌氧底泥微观特征111
7.1.4微生物群落结构解析115
7.2厌氧菌群制备生物硫铁复合材料121
7.2.1生物硫铁复合材料的制备121
7.2.2生物硫铁复合材料制备的影响因素122
7.2.3生物硫铁复合材料的微观形态124
7.3生物硫铁复合材料除铀效果125
7.3.1pH对U(VI)去除的影响125
7.3.2投加量对U(VI)去除的影响126
7.3.3初始浓度对U(VI)去除的影响128
7.3.4温度对U(VI)去除的影响129
7.3.5对比实验130
7.4生物硫铁复合材料除铀机理131
7.4.1生物硫铁复合材料微观结构特征131
7.4.2生物硫铁复合材料官能团特征133
7.5生物硫铁复合材料中微生物群落结构134
7.5.1高通量测序分析134
7.5.2微生物多样性分析134
7.5.3共有及专享物种分析136
7.5.4微生物群落结构特征136
7.5.5温度对优势菌属的影响139
7.6本章小结141
参考文献142
编后记158