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碧流河水库底泥氨氧化微生物丰度及群落研究的任务书
任务书
题目：碧流河水库底泥氨氧化微生物丰度及群落研究
一、研究背景
氨氧化微生物是生物处理过程中重要的微生物种群之一，能够对底泥中的氨态氮进行氧化，促进水体内氮循环的正常运转。而底泥中氨氧化微生物的数量和种群分布则直接影响水体内氮的循环及其相关环境工程处理效果。近年来，水体污染问题日益严重，水库等人工水体的清洁处理成为保护水资源和改善生态环境的重要途径。因此，研究水库底泥中氨氧化微生物的丰度及群落特征，对优化水库底泥处理工艺，提高水体水质具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在通过对碧流河水库底泥氨氧化微生物丰度和群落结构的研究，探究以下问题：
1.水库底泥中氨氧化微生物的主要种类和数量特征。
2.底泥生物群落的组成结构及其与水体环境因素的相关性分析。
3.优化水库底泥处理工艺，促进氮的循环与转化过程，提高水体水质。
三、研究内容和方法
1.样品采集
选取碧流河水库底泥样品，分别进行采集、筛选、贮存处理。
2.氨氧化微生物丰度分析
采用PCR技术分析，结合FISH染色法和实时荧光定量PCR法，对氨氧化微生物进行丰度检测。
3.氨氧化微生物群落结构研究
采用16SrRNA高通量测序技术对底泥微生物群落进行分析，并使用众多相关性分析方法以及聚类分析、物种丰度分析等方法，探究群落结构和底泥水体环境因素的相关性。
4.底泥处理工艺优化
针对碧流河水库底泥氨氧化微生物丰度、种群组成结构及其与水体环境的相关性，综合优化氮循环处理，改善水体水质。
四、研究方案
1.样品采集
采集时间：2022年7月至2022年10月
采集地点：碧流河水库浅水区
底泥含沙量：20%以下
样品数量：10kg
2.氨氧化微生物丰度分析
采用实时荧光定量PCR分析，确定水库底泥中氨氧化微生物的数量和种类
3.氨氧化微生物群落结构研究
采用16SrRNA高通量测序技术对底泥微生物群落进行分析，并对研究数据进行相关性分析等方法，探究群落结构和底泥水体环境因素的相关性。
数据处理：利用软件QIIME2进行序列质控、过滤、去噪以及多样性分析等。
4.底泥处理工艺优化
根据氨氧化微生物丰度和种群组成结构、底泥水体环境因素的分析结果，实现底泥处理工艺的优化。
五、研究预期成果
通过本研究，预计能够：
1.明确碧流河水库底泥中氨氧化微生物的种类和数量特征。
2.分析底泥中微生物群落结构的组成及其与水体环境因素的相关性。
3.探究氮循环转化的策略，并提出水库底泥处理工艺优化方案。
4.为保护水资源和改善生态环境提供支持，促进水体水质提高，推动相关水环境工程研究发展。
六、参考文献
1.彭浩.氨氧化微生物在底泥中的分布及其意义[J].土壤与环境,2013,4:42-44.
2.王超.底泥中氨氧化微生物丰度与物理化学因素的相关性分析[J].应用环境生物学报,2011,17(5):686-690.
3.张海燕.城市水库底泥氨氧化菌群落特征与氨氮转化过程研究[D].华中科技大学,2012.
4.汪岩.底泥微生物对水体富营养化的影响及其调控方法研究进展[J].应用生态学报,2018,29(10):3726-3734.