[发明专利]一种微生物聚集体或土壤样品预处理及空间结构分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水生物处理技术领域，尤其涉及一种微生物聚集体或土壤样品预处理及空间结构的分析方法。

背景技术

废水生物处理方法主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。

按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，产甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢气等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。

按微生物的悬浮状态分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是指微生物悬浮在污水中，如氧化沟，传统活性污泥法，SBR等等。生物膜法是把微生物附着在载体上，如生物转盘法，生物流化床等等。

生物处理方法是目前水处理使用的主要方法之一，在生物处理过程中由于微生物的代谢以及废水中的固体悬浮物形成各类微生物聚集体，如颗粒污泥、絮体污泥等。污泥的成分组成、结构特性对废水处理体系中微生物活性、构成，废水处理效率，剩余污泥的处理等因素具有较大影响，是目前废水处理研究中各国学者关注的重点之一。

目前对于微生物聚集体结构的研究常用的方法主要有两种。一种应用广泛的方法是扫描电镜分析。采用常规扫描电镜观察的微生物聚集体需要做以下处理过程：冲洗表面去除表面碎屑-戊二醛等固定剂固定-冲洗-梯度乙醇脱水-喷金。

B.Sinha和A.P.Annachhatre对颗粒污泥的形态和内部结构进行了观察，用扫描电镜照片表明，好氧颗粒污泥表现出对球形和杆状集群的转变(B.Sinha，A.P.Annachhatre.Assessment of partial nitrification reactor performance through microbial population shift using quinone profile，FISH and SEM，Bioresource Technology.2007，98：3602-3610)。

Jinye Li等通过扫描电子显微镜(SEM)和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对UASB反应器厌氧污泥在造粒过程中的结构和微生物组成的颗粒的特点进行了调查(Jinye Li，et al.Filamentous granular sludge bulking in a laboratory scale UASB reactor，Bioresource Technology.2008，99：3431-3438)。

Zonglian She等通过扫描电子显微镜(SEM)对厌氧折流板反应器(ABR)中的污泥进行了结构以及微生物群落的观察分析(Zonglian She，et al.Granule development and performance in sucrose fed anaerobic baffled reactors，Journal of Biotechnology.2006，122：198-208)。

以上文献在用扫描电子显微镜之前对样品进行的预处理均采用传统方法，步骤复杂，很难得到连续切片和超薄切片，难以获取样品内部连续剖面的结构信息。

另一种观察微生物聚集体构造的方法是透射电镜。用于透射电镜的微生物聚集体样品需要做一系列的预处理过程，与如上所述扫描电镜的微生物聚集体预处理过程类似。而且，由于电子束穿透能力的限制，用于透射电镜的微生物聚集体必须是厚度小于0.1μm的超薄切片。由于微生物聚集体本身结构松散，若采用常规透射电镜切片方法处理微生物聚集体样品，很容易破坏污泥本身结构。而微生物聚集体内部的不均一性也导致极难得到适合的超薄切片。另外采用透射电镜分析方法只能获得微生物聚集体某一切面位置的二维图像，而对于微生物聚集体整体空间结构则无法分析。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有微生物聚集体或土壤样品分析方法的预处理过程繁琐和难以得到合适样品切片的问题，从而提供一种预处理过程简单易行、不破坏微生物聚集体或土壤样品本身结构、容易得到微生物聚集体或土壤样品内部结构信息的方法。本发明能够使样品的内部结构保存好，避免变形和污染。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种微生物聚集体或土壤样品预处理及空间结构分析方法，包括如下步骤：

1)对微生物聚集体或土壤样品进行清洗；