山西左云县采煤区人工湿地冬季沉积物细菌群落多样性

【背景】人工湿地处理煤炭矿井废水效果显著,而关于人工湿地沉积物的细菌群落结构和特征研究较少。【目的】阐明人工湿地净化采煤区废水的效应和细菌群落结构及特征。【方法】对山西省左云县采煤区人工湿地不同采样点水质进行监测,利用高通量测序技术对人工湿地沉积物中细菌16S rRNA基因V3-V4区进行测序,分析沉积物中细菌群落组成。【结果】采煤区废水流经人工湿地后水质得到有效改善,其中生化需氧量(Biochemical oxygen demand,BOD5)、化学需氧量(Chemical oxygen demand,CODCr)、总氮(Total nitrogen,TN)、总磷(Total phosphorus,TP)去除率分别达到76.2%、93.4%、73.4%和99.3%;测序共获得2 832个操作分类单元(Operational taxonomic units,OTUs),共753个属,分布于51个门的150个纲;4个采样点中优势菌门为变形菌门(Proteobacteria,50%-64.7%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,15.8%-21.2%),变形菌门中优势菌纲为β-变形菌纲和γ-变形菌纲,其中M1、M2、M3中富含氨氮氧化细菌的β-变形菌纲和γ-变形菌纲丰度最高;M4沉积物细菌OTU最多,多样性最高;沉积物特有优势菌属Sulfurimonas、Sulfuricurvum的相对丰度与NH4+-N的含量显著负相关,Azoarcus菌属相对丰度与TN存在显著正相关,Novosphingobium菌属相对丰度与TP含量存在显著正相关。【结论】煤矿废水流经人工湿地可得到有效的净化,细菌多样性在人工湿地生态功能中起到了决定作用。