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随着纳米科技的高速发展,纳米材料产品已经广泛应用到人们生活和生产等众多领域,在纳米产品的制造、废弃过程中,纳米材料会释放到环境中,如流入污水处理系统,对污水处理工艺性能造成一定程度的影响。本文研究了氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)短期和长期暴露对序批式活性污泥工艺(SBR)脱氮除磷效果及微生物群落的变化影响。本文首先研究了不同浓度CuO NPs短期暴露对SBR水处理效果的影响。CuO NPs短期暴露1d后周期内测定结果表明,实验组COD、氨氮、总磷、硝态氮和亚硝态氮的周期变化曲线与对照组的变化趋势高度一致。CuO NPs短期暴露20天后,实验组SBR1(1mg·L-1)和实验组SBR2(10mg·L-1)反应器出水没有受到影响。通过活性污泥呼吸抑制试验进一步表明,当CuO NPs为500mg·L-1时,污泥的呼吸抑制率不到15%,低浓度的CuO NPs对活性污泥活性没有产生明显抑制作用。研究了不同浓度CuO NPs长期暴露对SBR反应器水处理效果的影响。结果表明,在长期运行180天后实验组反应器出水COD、氨氮和亚硝态氮与对照组反应器一致。实验组SBR1和SBR2出水N03--N相较于对照组SBRO的5.86mg·L-1分别降低为3.86mg·L-1和3.01mg·L-1,而出水TP相较于对照组SBR0的0.20mg·L-1分别升高到1.07mg·L-1和1.65mg·L-1。周期内测定表明,实验组反应器内COD、NH4+-N和NO2--N变化趋势与对照组高度一致,但实验组总磷和硝态氮的周期曲线发生了变化,磷的释放量和吸收量降低,硝态氮的生成速率降低,且Cu0NPs浓度越高,影响程度越大。通过群落分析表明,实验组反应器内脱氮除磷相关的细菌发生了变化。聚磷细菌如Actinobaculum和动胶杆菌属(oogloea)等的丰度都降低了。例如,在对照组SBR0、实验组SBR1和实验组SBR2反应器中动胶杆菌属的丰度分别为12%,2%和1%。实验组的反硝化相关的细菌,如Gemmata和Pirellula的丰度都较对照组高。此外,硝化螺旋菌属(Nitrospira)在三个反应器中的丰度分别为0.3%、0.5%和0.7%。