人工濕地是?20?世紀(jì)?70?年代末發(fā)展起來的一種污水處理技術(shù)。與傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)相比,人工濕地具有低成本、易管理、低能耗和綠色環(huán)保的特點(diǎn)。目前,人工濕地已經(jīng)成功應(yīng)用于處理城鎮(zhèn)生活污水、工業(yè)污水、養(yǎng)殖廢水、礦山廢水、農(nóng)業(yè)退水、垃圾場(chǎng)滲濾液和修復(fù)被污染的河流、湖泊等。微生物是人工濕地系統(tǒng)中不可缺少的組分,在人工濕地凈化污水的過程中發(fā)揮著重要作用,是人工濕地污染物凈化能力評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。

就目前來看,人工濕地微生物研究主要集中在以下幾方面:病原微生物的去除和總細(xì)菌計(jì)數(shù);利用分子和生化技術(shù)來研究微生物的數(shù)量、活性、群落結(jié)構(gòu)和多樣性;對(duì)單一物種或特定功能種群的研究,如硝化菌、反硝化菌以及產(chǎn)甲烷菌等。人工濕地微生物研究的技術(shù)方法有很多,從傳統(tǒng)的平板菌落計(jì)數(shù)法到群落水平的生理生化方法(基質(zhì)呼吸、酶活性、BIOLOG和磷脂脂肪酸技術(shù)等),再到近年來發(fā)展起來的現(xiàn)代分子生物學(xué)方法(變性梯度凝膠電泳、末端限制性片段多態(tài)性和熒光原位雜交)等。微生物數(shù)量、活性和多樣性是表征人工濕地微生物特征的關(guān)鍵因子,因此,可將人工濕地微生物的研究方法分為數(shù)量、活性和多樣性研究方法3類。

微生物活性是指人工濕地中微生物所驅(qū)動(dòng)的生物學(xué)過程的強(qiáng)度。微生物活性與營(yíng)養(yǎng)物轉(zhuǎn)化、污染物去除密切相關(guān)。人工濕地微生物活性研究方法主要包括微生物呼吸速率法和酶活性法。

人工濕地類型和處理污水的復(fù)雜性以及微生物時(shí)空分布的變異性,使得人工濕地基質(zhì)中微生物的數(shù)量、活性和多樣性變化的信息極為復(fù)雜,并且人們對(duì)人工濕地微生物與其生態(tài)功能之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系了解甚少。由于這些原因,微生物數(shù)量、活性和多樣性及其生態(tài)功能的研究成為一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的工作。根據(jù)人工濕地微生物研究發(fā)展的需要,研發(fā)更加全面、便捷的新技術(shù)方法勢(shì)在必行。例如,利用宏基因組學(xué)方法可以更好地認(rèn)識(shí)不可培養(yǎng)微生物的遺傳多樣性及其與環(huán)境之間的關(guān)系,并具有廣闊的應(yīng)用前景。基因芯片技術(shù)除了需要在高密度和微量化方面進(jìn)一步發(fā)展外,不同基因與探針之間的錯(cuò)配等技術(shù)性問題也有待改善。此外,可以將基因芯片按檢測(cè)體系和目標(biāo)進(jìn)行構(gòu)建,使其成為檢測(cè)技術(shù)中的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。高通量測(cè)序技術(shù)在人工濕地微生物研究中的應(yīng)用也日益成熟。