Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56200
| Title: | ออโตโทรฟิคแอมโมเนียออกซิเดชันของแอมโมเนียออกซิไดซิงอาร์เคียและแบคทีเรียในระบบบำบัดน้ำเสียด้วยเทคนิค DNA stable isotope probing (DNA-SIP) |
| Other Titles: | AUTOTROPHIC AMMONIA-OXIDATION OF AMMONIA-OXIDIZING ARCHAEA AND BACTERIA IN WASTEWATER TREATMENT PLANTS BY DNA STABLE ISOTOPE PROBING TECHNIQUE |
| Authors: | ปรียาภรณ์ พรกุลวัฒน์ |
| Advisors: | ตะวัน ลิมปิยากร ปธาน บรรจงปรุ |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | Tawan.L@Chula.ac.th,tawan.l@chula.ac.th pathan9938@yahoo.com |
| Issue Date: | 2557 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | การกำจัดแอมโมเนียในระบบบำบัดน้ำเสียในปัจจุบันเป็นการทำงานร่วมกันระหว่างจุลินทรีย์สองกลุ่ม คือ แอมโมเนียออกซิไดซิงอาร์เคีย (Ammonia-oxidizing archaea, AOA) และแอมโมเนียออกซิไดซิงแบคทีเรีย (Ammonia-Oxidizing bacteria, AOB) จากการศึกษากิจกรรมของจุลินทรีย์กลุ่ม AOB ที่ผ่านมาขณะออกซิไดซ์แอมโมเนียพบว่ามีการทำงานแบบออโตโทรป (Autotroph) คือใช้แหล่งคาร์บอนจากคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และแหล่งพลังงานจากแอมโมเนีย (NH3) ขณะที่กิจกรรมของ AOA ขณะออกซิไดซ์แอมโมเนียยังไม่เป็นที่แน่ชัด ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเป็นครั้งแรกที่มีการศึกษากิจกรรมของ AOA ในระบบบำบัดน้ำเสียขณะออกซิไดซ์แอมโมเนีย โดยมีวัตถุประสงค์ของงานวิจัยคือ การระบุการทำงานแบบออโตโทรปของจุลินทรีย์กลุ่ม AOA และ AOB ในระบบบำบัดน้ำเสียด้วยเทคนิค DNA-stable isotope probing (DNA-SIP) โดยใช้ไบคาร์บอเนต (H13CO3-) ไอโซโทปคาร์บอน 13C เป็นตัวระบุแหล่งคาร์บอนของกลุ่มจุลินทรีย์ที่มีการทำงานแบบออโตโทรปเปรียบเทียบกับไบคาร์บอเนต (H12CO3-) ไอโซโทปคาร์บอน 12C ในสภาวะควบคุมความเข้มข้นแอมโมเนียในน้ำเสียสังเคราะห์ขาเข้าที่ 7 และ 0 mgNH4+-N/L ผลวิจัยพบว่า ระบบบำบัด 2 ใน 3 ระบบที่เลือกศึกษา AOA มีการทำงานแบบออโตโทรปขณะออกซิไดซ์แอมโมเนีย ขณะที่ AOB ในทุกระบบพบการทำงานแบบออโตโทรปทั้งหมด ซึ่งผลการทดลองถูกยืนยันด้วยการศึกษาการทำงานของจุลินทรีย์กลุ่ม AOA และ AOB ในถังปฏิกรณ์ไนตริฟายอิงแอ็คติเวตเต็ดสลัดจ์ (Nitrifying activated sludge, NAS) ที่เจริญเติบโตในสภาวะสนับสนุนการทำงานแบบออโตโทรปเท่านั้นมาเป็นระยะเวลา 3 ปี ด้วยเทคนิค DNA-SIP ผลการตรวจสอบพบว่าทั้ง AOA และ AOB ในถังปฏิกรณ์ดังกล่าวมีการทำงานแบบออโตโทรปขณะออกซิไดซ์แอมโมเนีย ดังนั้น AOA ที่พบในระบบบำบัดน้ำเสียจึงมีความสามารถในการออกซิไดซ์แอมโมเนียได้เช่นเดียวกับ AOB โดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นแหล่งคาร์บอน และแอมโมเนียเป็นแหล่งพลังงาน แต่เนื่องจากยังคงมีความเป็นไปได้ที่ AOA จะใช้แหล่งคาร์บอนมากกว่าหนึ่งแหล่งขณะออกซิไดซ์แอมโมเนีย ยกตัวอย่างเช่น จากสารอินทรีย์ ซึ่ง AOA อาจมีการทำงานแบบมิกโซโทรป (Mixtotroph) ดังนั้นจึงต้องมีการศึกษาต่อไปในอนาคตสำหรับสมมติฐานดังกล่าว |
| Other Abstract: | Ammonia-oxidizing archaea (AOA) were more abundant than ammonia-oxidizing bacteria (AOB) in some wastewater treatment plants (WWTPs) around the world. However, the contribution of AOA to ammonia oxidation in WWTPs is not yet clarified. In this study, sludge from municipal WWTPs was analyzed for autotrophic growth of AOA and AOB, using DNA-stable isotope probing (DNA-SIP) technique. Sludge samples were collected from six municipal WWTPs and were screened for AOA and AOB amoA gene numbers by quantitative PCR. AOA amoA genes were more abundant than AOB amoA genes in all plants studied. Then, sludge from three WWTPs were selected for DNA-SIP analysis. For each plant, DNA-SIP was performed with sludge samples collected from two different occasions as for biological replicates. The sludge was incubated in continuous-stirred-tank reactors with the inorganic media containing the ammonia concentrations of 7 and 0 mg-N/L as a sole energy source. 12C-bicarbonate/13C-bicarbonate was used as a carbon source. DNA-SIP showed that AOA in two out of the three planted selected for study uptaked the labeled 13C under the incubation condition of 7 mg-N/L of ammonia, but not of the 0 mg-N/L of ammonia. The results suggested for the first time the autotrophic activity of AOA under the presence of ammonia. For AOB, all sludge showed the autotrophic activity. Additional experiment was performed with nitrifying activated sludge that was fed with synthetic wastewater containing only ammonia as the energy source for more than three years. In this sludge AOA amoA genes were presence and DNA-SIP analysis suggested that AOA in the sludge also performed autotrophic activity under the presence of ammonia strengthen the evidence that AOA from WWTP perform autotrophic ammonia oxidation. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2557 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56200 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 5470270321.pdf | 6.11 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.