[发明专利]一种基于微生物技术的人工湿地运行状态监测方法

说明书

本发明提供一种基于微生物技术的人工湿地运行状态监测方法，包括：调查人工湿地运行概况，包括人工湿地相关参数和污水相关参数；建立人工湿地沉积物样品采集方法，明确微生物提取与分析方法；判断人工湿地微生物测试数据质量；分析人工湿地的微生物群落组成；明确和量化人工湿地的微生物优势菌群；确定人工湿地优势菌群功能；基于微生物优势菌群丰度判断人工湿地处理能力以及基于功能菌群分布模式判断人工湿地运行稳定状态。本发明提供的基于微生物技术的人工湿地运行状态监测方法，通过微生物群落丰度和分布模式分析，可有效的监测和评价人工湿地的污水处理能力和运行的稳定状态。

技术领域

本发明涉及生态环境保护技术领域，特别涉及一种基于微生物技术的人工湿地运行状态监测方法。

背景技术

作为海岸湿地生态系统的重要组成部分，红树林在防浪护岸、维持生物多样性和渔业资源、净化环境等方面具有重要的生态功能。近年来，大量点源和面源污染物排放到江河湖海中，使河口及沿海地区的红树林成为持久性有机污染物的汇集场所。红树林湿地能够有效地富集重金属离子和有机污染物，且有研究发现红树林人工湿地能够稳定且有效地对污水进行净化，维持时间长达10年以上。其中，除了红树植物自身对污染物的吸附作用，红树林湿地环境中的微生物种群被认为是污染物的主要清理者。可见，红树林人工湿地中微生物群落状态将是湿地运行状态的有效指示指标，相关研究成果也将为人工湿地运行状态的调整和改善提供重要科学依据。

当前，关于人工湿地运行状态的判断主要是基于进出水质指标，从污水处理效率或者效果反映。但是，当前方法只能反映人工湿地对污水的处理状况，并不能为人工湿地运行状态的改善提供有效指导，监测评价方法存在局限。因此，为了更有效的监测、评价，进而改善红树林人工湿地的运行状态，亟需构建一种完善的人工湿地监测方法。

发明内容

针对以上问题，本发明专利目的在于设计了一种基于微生物技术的人工湿地运行状态监测方法，通过微生物群落丰度和分布模式分析，可有效的监测和评价工湿地的污水处理能力和运行的稳定状态。

本发明具体是通过以下技术方案实现的：

一种基于微生物技术的人工湿地运行状态监测方法，包括：

步骤S101，调查人工湿地运行概况，包括人工湿地相关参数和污水相关参数；

步骤S102，建立人工湿地沉积物样品采集方法，明确微生物提取与分析方法；

步骤S103，判断人工湿地微生物测试数据质量；

步骤S104，分析人工湿地的微生物群落组成；

步骤S105，明确和量化人工湿地的微生物优势菌群；

步骤S106，确定人工湿地优势菌群功能；

步骤S107，基于微生物优势菌群丰度判断人工湿地处理能力以及基于功能菌群分布模式判断人工湿地运行稳定状态。

具体的，本发明所述人工湿地相关参数包括湿地类型、运行时长、布局特征、结构特征、填料组成、沉积物理化性质、植物种类、生物量及种植密度、湿地规格和水力负荷；所述污水相关参数包括污水类型、处理流程和滞留时间。

具体的，本发明所述建立人工湿地沉积物样品采集方法，明确微生物提取与分析方法，具体包括标准化样品采集方法、样品提取方法和数据分析方法；所述样品采集方法包括统一取样深度、取样点位设置和样品取样量；所述样品提取方法包括选用成熟的试剂盒，扩增16S rRNA V4区域并纯化，采用Illumina Miseq 2000平台进行双端高通量测序；所述数据分析方法包括选取高质量的序列信息并用于下游分析，所有的高质量序列在97％序列相似度的水平上归类成各个操作分类单元OTUs，选取每个OUT中的代表性序列，，并采用核苷酸数据库工程分类器RDP对各代表序列进行进化分类。