制药废水生物处理系统中细菌群落组成特征和组装机制研究

摘要

[目的]本文旨在探究制药废水生物处理系统中活性污泥细菌群落的组成特征及其组装机制，为提高制药废水生物处理工艺的效率和系统功能稳定性提供理论指导。[方法]以江苏省某制药废水处理厂长期稳定运行的生化处理系统为研究对象，连续采集4个季节的活性污泥样品，采用Illumina Novaseq高通量测序技术和宏基因组学分析方法，解析活性污泥样品的细菌群落多样性和组成特征。采用中性群落模型和共现生态网络分析方法，探究制药废水复合污染胁迫下细菌群落的组装机制和群落共生机制。[结果]细菌群落的多样性和组成呈现出季节性波动。中性群落模型结果表明，活性污泥中的细菌群落组装机制主要由确定性过程主导，且细菌群落与水质参数之间具有显著相关性。同时，细菌群落的分布呈现明显的模块化，功能性细菌聚集形成了4个主要模块，其中Hydrogenophaga、Flavobacterium、Solidesulfovibrio、Aeromonas、Fluviibacter和Bacillus等为模块内的优势菌属。[结论]解析制药废水复合污染胁迫下细菌群落的多样性、组成和组装机制对于筛选高效降解菌至关重要，本研究揭示了影响制药废水生物处理系统稳定运行和效率提升的关键因素。

关键词

制药废水 / 活性污泥 / 细菌群落 / 组成特征 / 组装机制 / 宏基因组学

基金资助

国家自然科学基金项目(52370203); 中央高校基本科研业务费专项资金(KJYQ2025033)