To quantify the populations of Meth

To quantify the populations of Methanosaeta and Meth- anosarcina, a 25-mL PCR contained 0.75 mL (each) of the corre- sponding forward primer and reverse primers (stock concentration of 20 mM), 12.5 mL of SYBR Green PCR master Mix (Applied Biosystems, CA), 6 mL of PCR water, and 5 mL sample DNA. The qPCR reactions were performed starting at 50 C for
2 min, followed by an initial denaturation at 95 C for 10 min, and then 40 cycles of 95 C for 30 s, 60 C for 30 s, and 72 C for
45 s. The dissociation step at 95 C for 15 s and 60 C for 1 min was added at the end to check the specificity of the PCR re- sults. For Methanobacteriales and Methanomicrobiales, a 20-mL PCR contained 0.5 mL (each) of the corresponding forward and reverse primers (20 mM) and probe, 10 mL of TaqMan PCR Mix (Applied Biosystems, CA), 6.5 mL of PCR water, and 2 mL sample DNA. Specially, for Methanobacteriales, qPCR was performed starting at 50 C for 2 min, followed by denaturation at 95 C for 10 min, and then 40 cycles at 95 C for 15 s and at 60 C for
1 min. For Methanomicrobiales, qPCR was performed starting at
50 C for 2 min, followed by denaturation at 95 C for 10 min, and then 40 consecutive cycles at 95 C for 15 s, at 60 C for
1 min and at 72 C for 45 s. Each template DNA prepared from the sludge samples were analyzed in triplicate. The quantified
16S rRNA gene copy numbers were converted to methano- genic cell numbers, according to the genomic information (available at http://www.microbesonline.org) assuming that one Methanosarcina cell contains three 16S rRNA gene copies, one Methanosaeta cell contains two 16S ribosomal RNA, one Methanobacteriales cell contains two 16S rRNA gene copies, and one Methanomicrobiales contains one 16S rRNA gene copies.

2.7. Statistical analysis

Statistical analysis was conducted using the software SPSS
11.5 for Windows (SPSS Inc., Chicago, IL). One-way ANOVA analysis was performed to assess significant difference be- tween groups, with a p value of

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วัดปริมาณประชากรของ Methanosaeta และ anosarcina จาก PCR 25 mL ที่อยู่ 0.75 มล. (ละ) ของคอร์-sponding รองพื้นไปข้างหน้า และกลับไพรเมอร์ (หุ้นเข้มข้น 20 mM), 12.5 mL ของ SYBR Green PCR ผสมหลัก (Biosystems ใช้ CA), mL 6 PCR และ 5 mL ตัวอย่างดีเอ็นเอ ดำเนินปฏิกิริยา qPCR ราคาเริ่มต้นที่ 50 C สำหรับ
2 นาที ตาม ด้วยการ denaturation เริ่มที่ C 95 ใน 10 นาที และวงจร 40 แล้วของ 95 C สำหรับ 30 s, 60 C 30 s และ C 72 สำหรับ
45 s มีเพิ่มขั้นตอน dissociation ที่ 95 C s และ 60 C 15 ใน 1 นาทีท้ายต้อง specificity ของ PCR ใหม่-sults สำหรับ Methanobacteriales และ Methanomicrobiales, PCR 20 mL อยู่ 05 mL (แต่ละ) ของตรงไปข้างหน้า และกลับไพรเมอร์ (20 mM) และโพรบ 10 mL ของ TaqMan ผสม PCR (Biosystems ใช้ CA), 6.5 mL PCR และ 2 mL ตัวอย่างดีเอ็นเอ เป็นพิเศษ สำหรับ Methanobacteriales, qPCR ทำราคาเริ่มต้นที่ 50 C สำหรับ 2 นาที ตาม ด้วย denaturation ที่ C 95 ใน 10 นาที แล้ว 40 รอบที่ 95 C 15 s และ ที่ 60 C สำหรับ
1 นาที สำหรับ Methanomicrobiales qPCR ทำราคาเริ่มต้นที่
C 50 ใน 2 นาที ตาม ด้วย denaturation ที่ C 95 ใน 10 นาที และ 40 แล้วต่อวงจรที่ 95 C 15 s ที่ 60 C สำหรับ
1 นาที และ 72 C สำหรับ 45 s แต่ละแม่แบบดีเอ็นเอที่เตรียมจากตัวอย่างตะกอนถูกวิเคราะห์ใน triplicate ที่ quantified
ยีน 16S rRNA สำเนาเลขถูกแปลงเป็น methano - genic เซลล์หมายเลข ตามข้อมูล genomic (มี http://www.microbesonline.org) สมมติว่า Methanosarcina เซลล์ประกอบด้วยสาม 16S rRNA ย่อย ๆ สอง 16S ribosomal อาร์เอ็นเอประกอบด้วยเซลล์หนึ่งเซลล์ Methanosaeta สอง 16S rRNA ย่อย ๆ ประกอบด้วยเซลล์หนึ่งเซลล์ Methanobacteriales และ Methanomicrobiales หนึ่งประกอบด้วยหนึ่ง 16S rRNA ยีนสำเนา

2.7 วิเคราะห์ทางสถิติ

วิธีวิเคราะห์ทางสถิติโดยใช้ซอฟต์แวร์โปรแกรม
11.5 สำหรับ Windows (โปรแกรม Inc. ชิคาโก IL) ทำการวิเคราะห์การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบทางเดียวเพื่อประเมินกลุ่ม tween จะแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ กับค่า p < 0.05 แสดงนัยสำคัญทางสถิติ


3 ผล

3.1 ผลิตมีเทนในต่อหน้าของ NZVI

การผลิตมีเทนสะสมเป็นวัดสำคัญของความเป็นพิษของ doseeresponse ในการย่อยอาหารที่ไม่ใช้ออกซิเจน ในระหว่างการทดสอบแก้ไขของ BMP พื้นผิวอินทรีย์ (กลูโคสในการศึกษานี้) ถูก anaerobically ต้องการสร้างมีเทนที่อุณหภูมิ 37 C (Owen et al., 1979; opti mized ยาง et al.,
2013a) โดยการเพิ่มพื้นผิว (กลูโคส) ควบคุม nega-tive ได้ผลิตมีเทนต่ำ (2 [ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน]) เพียง 20 mL (Fig. 1a) ในต่อหน้าของกลูโคส 1 g/L ปริมาณมีเทนสะสมเพิ่มขึ้น 123 (1) mL ซึ่งเทียบเท่ากับ 308 มิลลิกรัม COD แปลงที่
37 C. Compared เพื่อ COD รวม (428 มล) เพิ่มเป็นกลูโคสในสารละลายของ 400 mL ทดลองครั้งนี้เปิดเผย covery รีกลูโคสกว่า 72% การผลิตมีเทน ตะกอนรับผง ZVI 30 มม.มีการผลิตมีเทนสะสมสูง 135 (2) มล.เทียบกับควบคุมบวก (p < 0.001), แนะนำที่ปล่อยช้าของ H2 จาก ZVI ยุบช่วยผลิตมีเทนตามรายงานก่อนหน้านี้

ฟิก 1 อีสะสมมีเทน (ก) และไฮโดรเจนก๊าซ (บี) ผลิตโพรไฟล์ในระหว่างการย่อยสลายที่ไม่ใช้ออกซิเจนของกลูโคสที่ 37 C ในกลุ่มของตัวควบคุมค่าลบ (กลูโคสไม่ ไม่เหล็ก B), บวกควบคุม (กลูโคสเท่านั้น ไม่เหล็ก C), NZVI (D), 10 มม. NZVI (), () NZVI 30 mM, 1 mM และ
30 มม. ZVI () ตามลำดับ ประกอบด้วยตัวอย่างน้ำ
30 มม. NZVI ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุม abiotic แสดงแนวโน้มการผลิตไฮโดรเจนใน Fig. 1b เท่านั้น) ตัวอย่างความร้อนฆ่าตะกอนตาม ด้วยยา 30 มม. NZVI ผลในโพรไฟล์การผลิตไฮโดรเจนที่แตกต่างกัน () แถบข้อผิดพลาดแสดงช่วงของข้อมูลจากการทดลองซ้ำ


(Karri et al., 2005), เนื่องจาก hydrogenotrophic methanogenesis สันนิษฐาน อย่างไรก็ตาม กลุ่มรับมม. 1,
10 มม.และ 30 มม. NZVI มีปริมาณมีเทนสะสมต่ำกว่าตัวควบคุม (ค่า p < 0.001), ซึ่งถูก 98 (3), 98 (0) และ (5) 38 mL ตามลำดับ CMC มีไม่ผันแปรในการผลิตมีเทนและไม่มีผลต่อ anaer - ย่อยอาหาร obic (ข้อมูลไม่แสดง) ในขณะที่มีไม่ต้อนความแตกต่างในปริมาณมีเทนสะสมระหว่างกลุ่ม 1 มม.และ 10 มม. NZVI (p ¼ 0.68), ผลิตมีเทนได้ต่ำสุดที่ 30 มม. NZVI ผลลัพธ์เหล่านี้ชัดเจนพบว่า 1 มม. และ เหนือ สร้างมีเทน NZVI ห้าม.
ภายใต้เงื่อนไขที่ไม่ใช้ออกซิเจน ZVI ถูกออกซิไดซ์เหล็กรีด (Fe2þ) ในการผลิตก๊าซไฮโดรเจน (Fe þ 2H2O / Fe2þ þ H2 þ 2OH) (หลิวและ Lowry, 2006) กลุ่มตะกอนจุลินทรีย์ไร้อากาศแบบรับ 10 มม.และ 30 มม. NZVI สร้าง 111 (13), 174 (1) mL ของ H2 ตามลำดับ ในขณะที่กลุ่มที่ 1 มม. NZVI มีการผลิต H2 น้อย

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

To quantify the populations of Methanosaeta and Meth- anosarcina, a 25-mL PCR contained 0.75 mL (each) of the corre- sponding forward primer and reverse primers (stock concentration of 20 mM), 12.5 mL of SYBR Green PCR master Mix (Applied Biosystems, CA), 6 mL of PCR water, and 5 mL sample DNA. The qPCR reactions were performed starting at 50 C for
2 min, followed by an initial denaturation at 95 C for 10 min, and then 40 cycles of 95 C for 30 s, 60 C for 30 s, and 72 C for
45 s. The dissociation step at 95 C for 15 s and 60 C for 1 min was added at the end to check the specificity of the PCR re- sults. For Methanobacteriales and Methanomicrobiales, a 20-mL PCR contained 0.5 mL (each) of the corresponding forward and reverse primers (20 mM) and probe, 10 mL of TaqMan PCR Mix (Applied Biosystems, CA), 6.5 mL of PCR water, and 2 mL sample DNA. Specially, for Methanobacteriales, qPCR was performed starting at 50 C for 2 min, followed by denaturation at 95 C for 10 min, and then 40 cycles at 95 C for 15 s and at 60 C for
1 min. For Methanomicrobiales, qPCR was performed starting at
50 C for 2 min, followed by denaturation at 95 C for 10 min, and then 40 consecutive cycles at 95 C for 15 s, at 60 C for
1 min and at 72 C for 45 s. Each template DNA prepared from the sludge samples were analyzed in triplicate. The quantified
16S rRNA gene copy numbers were converted to methano- genic cell numbers, according to the genomic information (available at http://www.microbesonline.org) assuming that one Methanosarcina cell contains three 16S rRNA gene copies, one Methanosaeta cell contains two 16S ribosomal RNA, one Methanobacteriales cell contains two 16S rRNA gene copies, and one Methanomicrobiales contains one 16S rRNA gene copies.

2.7. Statistical analysis

Statistical analysis was conducted using the software SPSS
11.5 for Windows (SPSS Inc., Chicago, IL). One-way ANOVA analysis was performed to assess significant difference be- tween groups, with a p value of <0.05 indicating statistical significance.


3. Results

3.1. Methane production in the presence of NZVI

The cumulative methane production is a sensitive measure of doseeresponse toxicity in anaerobic digestion. During the modified BMP tests, organic substrate (glucose in this study) was anaerobically digested to generate methane at the opti- mized temperature of 37 C (Owen et al., 1979; Yang et al.,
2013a). Without any substrate (glucose) addition, the nega- tive control had the lowest methane production of only 20 ( 2 [standard deviation]) mL (Fig. 1a). In the presence of 1 g/L glucose, the cumulative methane volume increased to 123 ( 1) mL, which was equivalent to 308 mg COD after conversion at
37 C. Compared to the total COD (428 mL) added as glucose in the slurry of 400 mL, this experiment revealed glucose re- covery of over 72% for methane production. The sludge treated with 30 mM ZVI powder had a higher cumulative methane production 135 ( 2) mL compared to the positive control (p < 0.001), suggesting that slow release of H2 from ZVI dissolution facilitate methane production as reported earlier

Fig. 1 e Cumulative methane (a) and hydrogen gas (b) production profiles during anaerobic degradation of glucose at 37 C in the groups of negative control (no glucose, no iron, B), positive control (glucose only, no iron, C), 1 mM NZVI (D), 10 mM NZVI ( ), 30 mM NZVI ( ), and
30 mM ZVI ( ), respectively. A water sample containing
30 mM NZVI only served as an abiotic control to show the hydrogen production trend in Fig. 1b ). A heat-killed sludge sample followed by the dose of 30 mM NZVI resulted in a different hydrogen production profile (,). Error bars represent the range of data from duplicate experiments.



(Karri et al., 2005), presumably due to hydrogenotrophic methanogenesis. However, the groups treated with 1 mM,
10 mM and 30 mM NZVI had significantly lower cumulative methane volume than the control (p values <0.001), which were 98 ( 3), 98 ( 0) and 38 ( 5) mL, respectively. CMC had no contribution to methane production and no effect on anaer- obic digestion (data not shown). While there was no signifi- cant difference in cumulative methane volume between the groups 1 mM and 10 mM NZVI (p ¼ 0.68), methane production was the lowest at 30 mM NZVI. These results clearly showed that at 1 mM and above, NZVI inhibited methane generation.
Under anaerobic conditions, ZVI is oxidized to ferrous iron (Fe2þ) resulting in hydrogen gas production (Fe þ 2H2O / Fe2þ þ H2 þ 2OH ) (Liu and Lowry, 2006). The groups of anaerobic sludge treated with 10 mM and 30 mM NZVI generated 111 ( 13), 174 ( 1) mL of H2 respectively, while the groups of 1 mM NZVI had the minimal H2 production

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ปริมาณประชากรของ methanosaeta และ ยาบ้า - anosarcina PCR 25 ml บรรจุ 0.75 มิลลิลิตร ( 3 ) โทรศัพท์ - sponding ไปข้างหน้าและย้อนกลับไพรเมอร์รองพื้น ( หุ้นร้อยละ 20 มม. ) , 12.5 มิลลิลิตร ผสมสีเขียว SYBR ) ปริญญาโท ( Applied Biosystems , CA ) 6 มิลลิลิตร น้ำ 5 มิลลิลิตร และ PCR , ดีเอ็นเอ ตัวอย่าง การ qpcr ปฏิกิริยาคือการเริ่มต้นที่ 50 C
2 มินตามด้วย ( เริ่มต้นที่ 95 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 10 นาที และ 40 รอบ 95 C 30 , 60 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 วินาที กับ 72 C
45 วินาที การขั้นตอนที่ 95 C เป็นเวลา 15 วินาทีและ 60 องศาเซลเซียสนาน 1 นาที เพิ่มในตอนท้ายเพื่อตรวจสอบความจำเพาะของวิธี PCR อีกครั้ง - sults . สำหรับ methanobacteriales และ methanomicrobiales PCR 20 ml จำนวน 05 มล. ( แต่ละ ) ที่ไปข้างหน้าและย้อนกลับ ไพรเมอร์ ( 20 มม. ) และ probe 10 มิลลิลิตร ผสมเทคนิค taqman ( Applied Biosystems , CA ) 6.5 ml เชื้อน้ำ และ 2 ml ดีเอ็นเอตัวอย่าง พิเศษสำหรับ methanobacteriales qpcr , การเริ่มต้นที่ 50 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 2 นาที ตามด้วย ( 95 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 10 นาที และ 40 รอบ 95 C เป็นเวลา 15 วินาทีและที่ 60 C
1 นาที methanomicrobiales ,qpcr แสดงเริ่มต้นที่ 50 C
2 นาที ตามด้วย ( 95 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 10 นาที แล้ว 40 ครั้งรอบ 95 C เป็นเวลา 15 วินาที ที่ 60 C
1 นาทีที่ 72 องศาเซลเซียส และ 45 วินาที แต่ละแม่แบบดีเอ็นเอจากตะกอนวิเคราะห์ทั้งสามใบ การคัดลอกยีน 16S rRNA quantified
ตัวเลขถูกแปลงเป็น methano ทำให้เป็นมือถือหมายเลขตามข้อมูลจีโนม ( ใช้ได้ใน http://www.microbesonline.org ) สมมติว่าหนึ่งการเซลล์ประกอบด้วยสามเบส 16S rRNA ยีนชุดหนึ่ง methanosaeta 16S ไรโบโซมอล อาร์เอ็นเอเซลล์ประกอบด้วยสองหนึ่ง methanobacteriales เซลล์ประกอบด้วยเบส 16S rRNA ยีนสองชุด และหนึ่ง methanomicrobiales ประกอบด้วยเบส 16S rRNA ยีนหนึ่งเล่ม

2.7 .

ทางสถิติการวิเคราะห์สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ได้ดำเนินการโดยใช้ SPSS 11.5 for Windows ซอฟต์แวร์
( SPSS Inc , ชิคาโก , อิลลินอยส์ ) การวิเคราะห์ความแปรปรวนทางเดียว การวิเคราะห์เพื่อประเมินความแตกต่าง - กลุ่มนที่มีค่า P < 0.05 ของแสดงสถิติ


3 ผล

1 . การผลิตก๊าซมีเทนในการแสดงตนของ nzvi

การผลิตก๊าซมีเทนสะสมเป็นวัดสำคัญของ doseeresponse พิษในการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน ในการแก้ไขแบบ BMP , อินทรีย์สาร ( กลูโคสในการศึกษานี้ ) คือพย่อยเพื่อสร้างก๊าซมีเทนที่ OPTI - mized อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส ( Owen et al . , 1979 ; ยาง et al . ,
2013A ) ไม่มีฐานรอง ( กลูโคส ) นอกจากนี้- ควบคุมและเนกา tive มีมีเทนต่ำสุดเพียง 20 ( ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 2 [ + ] ) ( รูปที่ 1A ) ในการแสดงตนของ 1 กรัมต่อลิตรและกลูโคส ปริมาณก๊าซมีเทนสะสมเพิ่มขึ้นเป็น 123 ( 1 ) มิลลิลิตร ซึ่งเท่ากับ 308 mg COD หลังจากการแปลงที่
37 C เทียบกับซีโอดีทั้งหมด ( 5 มล. ) เพิ่มเป็นกลูโคสในน้ำ 400 มิลลิลิตรการทดลองนี้พบกลูโคส Re - covery กว่า 72% ในการผลิตมีเทน กากตะกอนการรักษาด้วย 30 มม. zvi ผงจะมีปริมาณการผลิตก๊าซมีเทนสะสม ( 2 ) 135 ml เมื่อเทียบกับการควบคุมทางบวก ( p < 0.001 ) แนะนำว่า ช้าปล่อย H2 จากการสลายตัวให้ zvi มีเทนตามที่รายงานก่อนหน้านี้

ฟิค1 e ก๊าซมีเทนสะสม ( A ) และ ( B ) การผลิตก๊าซไฮโดรเจนในการย่อยสลายกลูโคสโปรไฟล์แบบที่ 37 องศาเซลเซียส ในกลุ่มควบคุมเชิงลบ ( ไม่มีกลูโคส ไม่เหล็ก , B ) , ควบคุมบวก ( กลูโคสเท่านั้น ไม่มีเหล็ก , C ) , 1 มม. nzvi ( D ) nzvi ( 10 มม. ) nzvi ( 30 มม. ) และ
30 มม. zvi ( ) ตามลำดับ น้ำตัวอย่างที่มี
nzvi 30 มิลลิเมตรเท่านั้น ในฐานะที่เป็นควบคุม การทดลองเพื่อแสดงแนวโน้มการผลิตไฮโดรเจนในรูป 1B ) ความร้อนฆ่าตะกอนตัวอย่างตามขนาดของ nzvi 30 มม. ส่งผลที่แตกต่างกันการผลิตไฮโดรเจนโปรไฟล์ ( , ) แถบข้อผิดพลาดแสดงช่วงของข้อมูลที่ได้จากการทดลองซ้ำ



( ชม et al . , 2005 ) , สันนิษฐานว่าเนื่องจาก hydrogenotrophic ช้า อย่างไรก็ตาม กลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วย
1 มิลลิเมตร10 มม. และ 30 มม. มี nzvi ลดปริมาณก๊าซมีเทนสะสมกว่ากลุ่มควบคุม ( P < 0.001 ค่า ) ซึ่งมี 98 ( 3 ) , 98 ( 0 ) และ 38 ( 5 ) มิลลิลิตร ตามลำดับ CMC ไม่สนับสนุนการผลิตก๊าซมีเทนและไม่มีผลกระทบต่อ anaer - การย่อยอาหาร obic ( ข้อมูลไม่แสดง ) ในขณะที่ไม่มีความแตกต่างของปริมาณก๊าซมีเทน signifi - ไม่ได้สะสมระหว่างกลุ่มที่ 1 มม. และ 10 มม. nzvi ( P ¼ 0.68 )การผลิตก๊าซมีเทนต่ำสุดที่ nzvi 30 มิลลิเมตร ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่า ที่ 1 มม. ขึ้นไป nzvi ยับยั้งการสร้างมีเทน
ภายใต้เงื่อนไขแบบไม่ใช้ออกซิเจน zvi คือจากเหล็ก ( fe2 þ ) ผลในการผลิตก๊าซไฮโดรเจน ( Fe þ 2H2O-dx / fe2 þþ H2 þ 2oh ) ( หลิวและเบส , 2006 ) กลุ่มที่ใช้กากตะกอนการรักษาด้วย 10 มม. และ 30 มม. nzvi สร้าง 111 ( 13 )174 ( 1 ) H2 มิลลิลิตร ตามลำดับ ในขณะที่กลุ่มของ nzvi 1 มม. มี H2
การผลิตน้อยที่สุด