Jeszcze o nitryfikacji oczami biologa. Sukcesja nitryfikatorów w nowo otwartej oczyszczalni ścieków

• Autorzy: Pajdak-Stós A. , Fiałkowska E. , Fyda J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Monitorowano sukcesję bakterii nitryfikacyjnych w początkowej fazie rozruchu oczyszczalni ścieków. Od momentu pierwszego wyraźnego spadku stężenia azotu ogólnego w odpływie przez okres pięciu tygodni badano liczebność, wielkość i morfologię kolonii bakterii nitryfikacyjnych w oparciu o metodę fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH). Kolonie bakterii utleniających amoniak (AOB) po barwieniu i wzbudzeniu światłem zielonym były widoczne jako czerwone, a bakterii utleniających azotyny (NOB) po wzbudzeniu światłem niebieskim jako zielone. Jednocześnie monitorowano zespoły orzęsków. Orzęski podzielono na cztery grupy funkcjonalne: drapieżne, wolnożyjące bakteriożerne, pełzające bakteriożerne i osiadłe. Badania wykazały, że w momencie pierwszego gwałtownego spadku stężenia azotu ogólnego w odpływie monokolonie zarówno AOB jak i NOB były bardzo drobne i liczne. Z czasem populacje nitryfikatorów utleniających amoniak do azotynów zostały zdominowane przez bakterie występujące w dużych, ale nielicznych koloniach. Podobny, jednak mniej wyraźny trend zaobserwowano w przypadku bakterii utleniających azotyny do azotanów. Zaobserwowano wyraźny związek pomiędzy wielkością i liczebnością kolonii, a zagęszczeniem bakteriożernych orzęsków pełzających, wśród których wyraźnie dominowały orzęski z rodzaju Aspidisca. Zmiana struktury wielkości i liczebności kolonii z licznych, niekiedy kilkukomórkowych w stronę kolonii dużych i nielicznych może być interpretowana jako wynik presji selekcyjnej bakteriożernych orzęsków pełzających na kłaczkach, dla których dostępne są tylko bardzo drobne kolonie. Bardzo silna presja ze strony orzęsków zdolnych do odżywiania się bakteriami nitryfikacyjnymi nie wpłynęła negatywnie na efektywność usuwania N-NH4+.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczalnia ścieków; bakterie nitryfikacyjne; nitryfikacja

EN

wastewater treatment plant; nitrifying bacteria; nitrification

• Wydawca: Stowarzyszenie Eksploatatorów Obiektów Gospodarki Wodno-Ściekowej
• Czasopismo: Forum Eksploatatora
• Rocznik: 2010
• Tom: Nr 6 (51)
• Strony: 32--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys.

Twórcy

autor

Pajdak-Stós A.

autor

Fiałkowska E.

autor

Fyda J.

• Uniwersytet Jagielloński, Instytut Nauk o Środowisku, ul. Gronostajowa 7, 30-387 Kraków,

Bibliografia

• [1] Cech J.S., Hartman P. and Macek M. (1994) Bacteria and protozoa population dynamics in biological phosphate removal systems. Water Science and Technology, 29, 109-117.
• [2] Curds C.R. (1963) The flocculation of suspended matter by Paramecium caudatum. Journal of General Microbiolagy, 33, 357-63.
• [3] Curds C.R. and Vandyke J.M. (1966) The feeding habits and growth rates of sornc fresh-water ciliates found in aclivated-sludge plants. Journal of Applied Ecology, 3, 127-137.
• [4] Eikelboom D. H. (2000) Process control of acivated sludge plants by microscopic investigation. London, UK: IWA Publishing.
• [5] Foissner W. and Berger H.(1996) A user-friendly guide to the ciliates (Protozoa, Ciliophora) commonly used by hydrobiologist as bioinditators in rivers, lakes, and waste waters, with notes on their ecology. Freshwater Biology, 35, 375-382.
• [6] Geets J., Boon N. and Verstraete W. (2006) Strategies of aerobic ammonia-oxidizing bacteria for coping with nutrient and oxygen fluctuations. EMS Microbiology Etology, 58, 1-13.
• [7] Gerardi M. H. (2006) Wastewater Bacteria, Wiley - Interscience, Hoboken.
• [8] Gude H. (1979) Grazing by Protozoa as selection faclor for activated sludge bacteria. Microbial Ecology, 5, 225-237.
• [9] Hahn M.W. and Hofle M.G. (2001) Grazing of protozoa and its effect on populations of aquatic bacteria. FEMS Microbiology Ecology, 35(2), 113-121
• [10] Jurgens K. and Matz C. (2002) Predation as a shaping force for the phenotypic and genotypic composition of planktonic bacteria. Antonie van Leeuwenhoek Journal of General and Molecular Microbiology, 81(1-4), 413-434.
• [11] Larsen R, Nielsen J.L., Svendsen T.C. and Nielsen P.H. (2008) Adhesion characteristics of nitrifying bacteria in activated sludge. Water Raearch, 42, 2S14-2B26.
• [12] Lee N.M. and Oleszkiewicz J.A. (2003) Effects of predation and ORP conditions on the performance of nitrifiers in activated sludge systems. Water Research, 37, 4202-4210.
• [13] Lee N.M. and Welander T. (1994) Influence of predators on nitrification in aerobic biofilm processes. Water Stienfc and Technolog, 29(7), 355-363.
• [14] Luxmy B.S., Nakajima F. and Yamamoto K.. (2000) Predator grazing effect on bacteria size distribution and floc size variation in membrane-separation activated sludge. Water Science and Technology, 42(3-4), 211-217.
• [15] Macek M., Hartman P. and Skopova I. (1993) Participation of a specific substrate degrading strain in a mixed bacteria culture as a result of ciliate grazing. Internationale Revue der gesamten Hydrobiologie und Hydrograpbie, 78, 557-574.
• [16] Madoni P. (1994) A Sludge Biotic Index (SBI) for evaluation of activated sludge plants based on the microfauna analysis. Water Research, 28, 67-75.
• [17] Martin-Cereceda M., Perez-Uz B., Serrano S. and Guinea A. (2001) Dynamics of protozoan and metazoan communities in a full scale wastewater treatment plant by rotating biological contactors. Microbiological Research, 156(3), 225-238.
• [18] Matz C. and Kjelleberg S. (2005) Off the hook - how bacteria survive protozoan grazing - Trends in Minrobiology, 13(7), 302-307.
• [19] Neubacher E., Prast M., Cleven E-J. and Berninger U-G. (2008) Ciliate grazing on Nitrosomonas eurapea and Nitrospira moscoviensis: is selectivity a factor for the nitrogen cycle in natural aquatic systems? Hydrobiologia, 596,241-250.
• [20] Pernthaler J., Posh T., Śimek K., Vrba J., Arnann R. and Psenner R. (1997) Contrasting bacterial strategies to coexist with flagellate predator in ari experimental microbial assemblage. Applied and Environmental Microbiology, 63(2), 596-601.
• [21] Pernthaler J. (2005) Predation on prokaryotes in the water column and its ecological implications. Nature Revievs Microbiology, 3, 537-546.
• [22] Petropoulos P. and Gilbride K.A. (2005) Nitrification in activated sludge batch reactors is linked to protozoan grazing of the bacterial population. Canadian Journal of Microbiology, 51(9), 791-799.
• [23] Pike E.B. and Curds C.R. (1971) The microbial ecology of the activated sludge process. The Society for Applied Bacteriology Symposium Series, l, 123-147.
• [24] Pogue A.J. and Gilbride K.A. (2007) Impact of protozoan grazing on nitrificarion and the ammonia— and nitritc-oxidizing bacterial communinties in activated sludge. Canadian Journal of Microbiology, 53(5), 559-571.
• [25] Ramothokang T.R., Naidoo D. and Bux F. (2006) 'Morphological shifts' in filamentous bacteria isolated from activated sludge processes. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 22, 645-850.
• [26] Ronn R., McCaig A.E., Griffiths B.S. and Prosser J.I. (2002) Impact of protozoan grazing on bacterial community structure in soil microcosms. Applied and Enmronmental Microbiology, 68(12), 6094-6105.
• [27] Simek K., Kojecka P., Nedoma J., Hartman P., Vrba J. and Dolan J.R.(1999) Shifts in bacterial community composition associatcd with different microzooplankton size fractions in a eutrophic resorvoir. Limnology and Oceanography, 44(7), 1634-1644.
• [28] Wagner M. and Loy A. (2002) Bacterial community composition and function in sewagc treatment system. Current Opinion in Biotechnology 13(3), 218-227.
• [29] Watson J.M. (1945) Mechanism of bacterial flocculation caused by protozoa. Nature, 155,271.
• [30] Young K.D. (2006) The selective value of bacterial shape. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 70(3), 660-7(13.
• [31] Yang Z., Kong F., Shi X. and Cao H. (2000) Morphological response of Microcystis aeruginosa to grazing by different sorts of zooplankton. Hydrobiology, 563, 225-230.