苯酚对活性污泥活性的影响

2.2.2苯酚对活性污泥微型动物群落结构的影响

不同浓度苯酚毒害作用下，活性污泥微型动物群落结构如表2所示.

表2活性污泥系统中微型动物群落不同类群的多度和相对多度1)

从表2中可知，两个系统中微型动物群落类群组成均在不同运行阶段而所有不同.当进水苯酚浓度为50mg˙L-1时，除有壳变形虫(P=0.026)外，两个活性污泥系统中的微型动物群落不同类群多度[单位体积(mL)泥水混合液中微型动物个体总数]均不存在显著性差异(P>0.05)，整个群落多度也不存在显著性差异(P=0.904)，且所有微型动物类群相对多度均不存在显著性差异(P>0.05)，说明低浓度苯酚对活性污泥微型动物群落结构没有显著性影响;

当进水苯酚浓度增加至100mg˙L-1时，苯酚对微型动物群落中的固着型纤毛虫(P=0.041)、有壳变形虫(P=0.000)、微型后生动物(P=0.025)等类群以及整个微型动物群落多度(P=0.018)均产生显著性影响，其中裸变形虫和鞭毛虫的相对多度(物种个体数占所有物种总数的百分比)与对照系统相比存在显著性差异(P<0.05)，说明当进水浓度为100mg˙L-1时，苯酚会对活性污泥微型动物群落结构产生明显的影响;

进一步增大进水苯酚浓度至300mg˙L-1，与对照系统相比，试验活性污泥系统中的匍匐型纤毛虫(P=0.04)、肉食性纤毛虫(P=0.022)、鞭毛虫(P=0.004)也存在显著性差异(P<0.05)，且整个微型动物群落多度差异进一步增大(P=0.014)，说明高浓度苯酚长期作用下对活性污泥微型动物群落不同类群产生不同影响

：一方面，高浓度苯酚对微型动物群落中的多数类群的生长繁殖存在明显的抑制作用，如匍匐型纤毛虫、肉食性纤毛虫、有壳变形虫、裸变形虫等.另一方面，高浓度苯酚对微型动物群落中的某些类群的生长繁殖也存在明显的促进作用，如鞭毛虫.试验系统鞭毛虫多度[(7850±4198)个˙mL-1]显著大于对照系统[(2550±1089)个˙mL-1](表2)，其相对多度达(70.72±20.77)%，成为优势类群.可能的原因是：

①在较高浓度苯酚长期作用下，苯酚在活性污泥中累积(水中实际浓度达80～100mg˙L-1)，细菌活力受到抑制，其凝聚能力降低，污泥絮体粒径变小，不利于爬行或附着于污泥絮体表面捕食细菌的匍匐型和固着型纤毛虫生长繁殖，而有利于游离于絮体表面活动的鞭毛虫存活，从而使其在微环境食物链中对细菌的捕食更有竞争力而快速繁殖;

②相对于体型较大的纤毛虫原生动物，鞭毛虫[尤其是异养型鞭毛虫(HNAN)]对游离细菌的捕食效率更高[38]，因而生长繁殖旺盛.此外，高浓度苯酚对微型后生动物中线虫的生长繁殖也有促进作用.更重要的是，与对照系统相比，试验系统中的匍匐型纤毛虫(P=0.038)、肉食性纤毛虫(P=0.016)、有壳变形虫(P=0.040)、鞭毛虫(P=0.001)的相对多度均存在显著性差异(表2)，说明高浓度苯酚的进入会对活性污泥微型动物群落结构产生更为显著的影响.

有研究者认为不同种类在群落中的数量分布曲线是表现群落结构的一个重要指标，故在此基础上获得的Shannon-Wiener指数H′可以反映群落结构差异.为了进一步揭示苯酚浓度大小对活性污泥微型动物群落结构的影响程度，对不同浓度条件下微型动物群落物种多样性指数进行主成分分析，结果如图4所示.

从中可知，选取的2个主成分贡献率分别为52.08%、19.69%，累积贡献率达71.77%.低浓度苯酚持续负荷作用下的活性污泥微型动物群落物种多样性及相应对照系统与PC1和PC2均呈正相关，中等浓度苯酚持续负荷作用下的活性污泥微型动物群落物种多样性与PC1和PC2均呈正相关，而其相应对照系统中的微型动物群落物种多样性与PC2呈负相关，即两者差异明显，说明中等浓度苯酚进水较之低浓度苯酚进水对活性污泥微型动物群落结构影响更大.

进一步分析，除对照系统高浓度苯酚持续负荷作用下的微型动物群落物种多样性指数与PC1呈负相关外，其余条件下的微型动物群落物种多样性均与PC1呈正相关，说明高浓度苯酚长期作用下，活性污泥系统中的微型动物群落物种多样性发生了更为明显的变化，即群落结构受到了明显影响.样方之间距离大小反映了方间特征量的相似程度，且距离越近相似程度越高.

从样方距离来看，低浓度苯酚和中等浓度苯酚对活性污泥微型动物群落物种多样性的影响相接近，而高浓度苯酚作用下的微型动物群落与对照系统相比距离最大，说明高浓度苯酚对微型动物群落物种多样性影响最大，即高浓度苯酚对活性污泥微型动物群落结构影响最大，这与前文分析结果相一致.

图4不同浓度苯酚影响下活性污泥系统中微型动物群落物种多样性主成分分析(PCA)

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