CN102706841A - 生物絮凝泥沙室内培养及观测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物絮凝泥沙室内培养及观测方法。该方法包括：按照每1升营养水样6克沙样的比例，用营养水样浸泡沙样以获得混合物；对获得的混合物中的水样进行持续曝气；使用新鲜的营养水样更换经过持续曝气的混合物的上清液，保持曝气，并维持预定时间，以便获得生物絮凝泥沙；利用环境扫描电子显微镜对生物絮凝泥沙进行原样观测；以及利用激光扫描共聚焦显微镜对生物絮凝泥沙进行结构特性观测。利用该方法，能够有效地模拟生物絮凝泥沙生长，并且能够准确有效地对所培养的生物絮凝泥沙进行表观形貌和结构特性观测。

Description

生物絮凝泥沙室内培养及观测方法

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域。具体地，本发明涉及生物絮凝泥沙室内培养及观测方法。

背景技术

一定条件下，液体中的分散介质在各种原因（布朗运动、水流紊动、差速沉降等）引起的碰撞、接触中，由于微观作用力引起的颗粒粘结，称之为絮凝（长程微观力）或凝聚（短程微观力）。其中，从宏观角度看，可将絮凝分为有机絮凝、无机絮凝和生物絮凝三大类。絮凝是自然界中一个不容忽视的现象，在很多领域受到重视。粘性细颗粒泥沙的絮凝问题也是泥沙运动理论研究中一个重要而复杂的课题，阵流现象、浆河现象和揭河底现象等，均与粘性细颗粒泥沙的絮凝有密切关系。目前，相关的研究主要集中在各种有机絮凝和无机絮凝的形成机理、影响因素和结构特征等方面，而“生物絮凝”的概念大多应用于环境、化工、生物等领域，关于泥沙的生物絮凝现象研究尚少。其原因一是由于此现象为近一二十年才于水利泥沙研究中被发现并逐渐开展研究，二是因生物絮凝泥沙涉及矿物质和生物质两种不同性质的物质，对其的观测、研究等需要综合考虑二者的特点，具有一定的复杂性，较难实现。

目前有关生物絮凝泥沙的研究，大多为野外实验，通过现场取样及检验分析等，获得所需数据以进行进一步的研究。从实验的对象来看，研究多以海岸线或河口附近的泥沙为主，对淡水环境中泥沙受生物膜影响的研究较少；从实验的类型来看，目前观测以实地采样分析为主，而对颗粒在生物膜影响下进行长序列分组观测的还较少；从实验设计方面，很少有实验将生物膜生长的基底物质的特性（如不同粒径的泥沙）作为其中的一个考虑条件进行研究。野外实地采集的样品性质受诸多不确定因素的影响较大，例如时间、空间、人类活动干扰、大型动物活动、风、浪等，因此由于对各种影响因素不能进行有效的管理和控制，野外实地采样虽然能够对当时当地的情况有所认识，得出定性的结论，却不能进行控制各项因素突出重点的系统化研究。因此在天然水域中采集生物絮凝泥沙样品往往会导致较大误差，较难在不改变或干扰它们原始结构特征的情况下获取生物絮凝泥沙样品并及时对其进行相应的取样分析，且自然条件下难以观察泥沙上生长生物膜的整个过程。因此，需采用一定的模拟环境将生物絮凝泥沙的生长和形成过程在实验室中通过实验的方法实现，作为对其进行进一步研究的基础。

此外，为准确了解生物絮凝泥沙的形成机理及结构特征等，首先应将水体环境中生物絮凝泥沙的微观形貌可视化并对其絮凝结构进行分析，从而可为进一步的相关研究奠定基础。生物絮凝泥沙本身泥沙颗粒尺度较小，为微米量级，且颗粒表面及颗粒之间均存在微生物代谢活动所产生的有机物质生物膜（主体成分为胞外聚合物），其85~90%的主要成分为水分。因此，要兼顾泥沙和微生物及其代谢产物两者的特点，不能对其进行烘干、镀炭等处理。传统的泥沙研究方法对生物絮凝泥沙往往具有较大的局限性，需结合生物絮凝泥沙自身的特点及目前已有的仪器设备和观测手段，寻找新的适合生物絮凝泥沙原位观测的实验方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种生物絮凝泥沙室内培养及观测方法。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种生物絮凝泥沙室内培养及观测方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：按照每1升营养水样6克沙样的比例，用营养水样浸泡沙样，以便获得混合物；对混合物中的水样进行持续曝气，以便获得经过持续曝气的混合物；使用新鲜的营养水样更换经过持续曝气的混合物的上清液，保持曝气，并维持预定时间，以便获得生物絮凝泥沙；利用环境扫描电子显微镜对生物絮凝泥沙进行原样观测，以便获得生物絮凝泥沙的表观形貌；以及利用激光扫描共聚焦显微镜对生物絮凝泥沙进行结构特性观测，以便获得生物絮凝泥沙的空间结构特性。

利用本发明的生物絮凝泥沙室内培养及观测方法，能够有效地模拟生物絮凝泥沙生长，在尽可能小或避免外界人为干扰的情况下培养生物絮凝泥沙，并且能够准确有效地对所培养的生物絮凝泥沙进行表观形貌和结构特性观测，从而能够有效地获得生物絮凝泥沙的微观形貌以及其生物量部分、矿物质部分和孔隙部分的空间结构及比例关系，进一步能够为生物絮凝泥沙的形成机理及结构特征的深入研究提供基础。此外，发明人惊奇地发现，本发明的生物絮凝泥沙室内培养及观测方法，真实、客观、易实现。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的进行生物絮凝泥沙室内培养的培养皿的结构示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的室内培养获得的生物絮凝泥沙的表观形貌环境扫描电子显微镜观测图；

图3显示了根据本发明一个实施例的室内培养获得的生物絮凝泥沙断面层的空间结构的彩色荧光CLSM照片；

图4显示了将图3进行色彩转换后获得的256色灰度图像；

图5显示了将图4进行二值化处理后获得的黑白两色化图像；以及

图6显示了依据图5的荧光强度频数和概率密度分布统计结果绘制的直方图，其中，A显示了荧光强度频数直方图，B显示了荧光强度概率密度直方图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种生物絮凝泥沙室内培养及观测方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：

首先，按照每1升营养水样6克沙样的比例，用营养水样浸泡沙样，以便获得混合物。根据本发明的实施例，营养水样是通过向新鲜水样中添加营养物质而获得的，其中营养物质包括微生物生长所需要的碳素营养源、氮素营养源和无机盐。其中，碳素营养源的主要作用是构成微生物细胞的含碳物质和供给微生物生长、繁殖及运动所需要的能量；氮素营养源的作用是提供微生物合成蛋白质的原料；无机盐的生理功能包括：（1）构成细胞组分；（2）构成酶的组分和维持酶的活性；（3）调节渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等；（4）供给自养微生物能源。此外，常见的碳素营养源有糖类、脂肪、氨基酸、蛋白质等；主要的氮素营养源有NH₃、尿素、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等；微生物生长所需的无机盐有磷酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐等，并且前述的这些无机盐中含有钾、钠、钙、镁和铁的任意一种元素，其中，微生物对磷元素和硫元素的需求量最大。本领域的技术人员可以理解，根据本发明的方法室内培养生物絮凝泥沙时，可以根据实际实验情况灵活控制采用的营养水样中营养物质的成分和比例，进一步，可以根据微生物的营养需求将碳素营养源、氮素营养源、无机盐、水等按照一定的比例配置成营养水样（其中对于好氧微生物，要求BOD（生化需氧量）与N、P养料的比例一般为100：5：1），以便利用营养水样维持微生物的最佳活性，从而能够使微生物吸附成膜。根据本发明的一些具体示例，营养物质中包含葡萄糖、KH₂PO₄、NaHCO₃、MgSO₄、NH₄Cl和CaCl₂。此外，根据本发明的一些实施例，营养物质中包含葡萄糖0.5g/L，KH₂PO₄0.05g/L，NaHCO₃1.0g/L，MgSO₄0.05g/L，NH₄Cl 0.1g/L，CaCl₂0.015g/L。

此外，在用营养水样浸泡沙样之前，进一步包括对沙样进行筛分、清洗及干燥处理的步骤。由此，能够去除泥沙颗粒上已吸附的化学离子及其有机外壳，还原泥沙颗粒的原始形貌，以便能够排除非载体自身因素的影响，以干净泥沙为原始载体生长生物膜，从而能够有效形成生物絮凝泥沙，并且采用干净泥沙与其相应性质有助于进行对比试验，能够保证实验的合理性与准确性。

其次，对混合物中的水样进行持续曝气，以便获得经过持续曝气的混合物。根据本发明的实施例，进行曝气的设备不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际试验情况选择合适的设备。根据本发明的一些具体示例，可以利用AP-1500微型氧气泵进行曝气。由此，能够保证水体中的氧气含量充足，有利于生物膜生长。

接着，使用新鲜的营养水样更换经过持续曝气的混合物的上清液，保持曝气，并维持预定时间，以便获得生物絮凝泥沙。根据本发明的实施例，使用新鲜的营养水样更换经过持续曝气的混合物的上清液，可以进一步包括：对于含有1升营养水样的经过持续曝气的混合物，每天排出500ml上清液，并且添加500ml新鲜的营养水样。

其中，根据本发明的实施例，在培养皿中培养生物絮凝泥沙。根据本发明的一些实施例，参考图1，前述培养皿1000具有：本体100和出口200，其中，本体内限定有培养空间120，出口200设置在本体100的侧壁上。并且出口200上设置有阀门220，优选地，该阀门220为隔膜阀，由此，能够方便准确地排出定量的上清液以及添加定量的新鲜营养水样，并且通过隔膜阀能够控制输送新鲜营养水样的流速大小，从而能够避免营养水样进入培养皿时对生物絮凝泥沙的生长造成太大的干扰。而后续用于观测的生物絮凝泥沙的取样，主要从培养皿的开口处进行。此外，根据本发明的实施例，培养皿由透明有机玻璃制成。选择生物膜反应器常用的透明有机玻璃作为培养皿的制备材料。这是因为前述材质的透光性能好，光线可以自由透过，有利于实验进行且便于实时观察生物絮凝泥沙的生长状况。

接下来，利用环境扫描电子显微镜（ESEM）对生物絮凝泥沙进行原样观测，以便获得生物絮凝泥沙的表观形貌。根据本发明的实施例，利用环境扫描电子显微镜对生物絮凝泥沙进行原样观测，进一步包括以下步骤：将生物絮凝泥沙作为观测样品，保存于密封塑料瓶中；将观测样品置于环境扫描电子显微镜的大口径宽口样品台中，并将样品台放至样品室观测台；向观测台的凹坑内滴入去离子水，以便使观测环境的相对湿度保持为100％；以及将环境扫描电子显微镜调至0℃冷台ESEM环境模式，以便观察观测样品的表观形貌，其中，原样观测应在10分钟内完成。这是为了维持长膜生物絮凝泥沙样品的水分，避免破坏生物膜结构，以便能够观测获得长膜生物絮凝泥沙的真实形貌。此外，根据本发明的实施例，作为观测样品的生物絮凝泥沙应带有一定自由水，由此，能够尽量减少对生物絮凝泥沙的生物膜结构的破坏，从而能够保证观测结果的真实性和客观性。需要说明的是，可采用的环境扫描电子显微镜的型号不受特别限制。根据本发明的一些实施例，采用型号为（Quanta200FEG）的环境扫描电子显微镜进行原样观测，由此，能够有效地获得生物絮凝泥沙的表观形貌观测图。

然后，利用激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）对生物絮凝泥沙进行结构特性观测，以便获得生物絮凝泥沙的空间结构特性。根据本发明的实施例，利用激光扫描共聚焦显微镜对生物絮凝泥沙进行结构特性观测，进一步包括以下步骤：利用异硫氰酸荧光素对生物絮凝泥沙进行染色处理，以便获得经过染色处理的生物絮凝泥沙；将经过染色处理的生物絮凝泥沙置于载玻片与盖玻片之间，作为观测样品；利用激光扫描共聚焦显微镜对观测样品进行断层扫描观测，以便获得观测样品的空间结构分布荧光图；以及对空间结构分布荧光图进行分析，以便获得生物絮凝泥沙中生物膜和泥沙颗粒之间的空间结构关系。

其中，根据本发明的实施例，利用异硫氰酸荧光素（FITC）对生物絮凝泥沙进行染色处理可以按照以下步骤进行：（1）配置0.01%的FITC和PBS缓冲液；（2）挑取互相粘连的长膜生物絮凝泥沙置于Eppendorf管中，用铝箔将其进行包裹后，利用上述配制好的0.01%的FITC对生物絮凝泥沙进行避光染色30min；（3）用PBS缓冲液将上述生物絮凝泥沙进行清洗3次，每次冲洗3min，即3×3’冲洗，再用蒸馏水反复冲洗，以便获得经过染色处理的生物絮凝泥沙。需要说明的是，取样、染色过程中应轻取轻放，以使生物絮凝泥沙保持原位状态，避免破坏其真实结构。其中，生物絮凝泥沙的结构特性观测采用异硫氰酸荧光素（FITC）作为荧光染剂，是因为FITC能够与生物膜主体成分中的多糖结合激发绿色荧光，从而能够被激光扫描共聚焦显微镜所接收。

此外，利用激光扫描共聚焦显微镜进行观测时，应注意镜头高度的调整，不可过低，以免触碰载玻片及盖玻片而破坏观测样品的空间结构。由此，根据荧光强度及成像情况进行相应参数的调整，即可获得生物絮凝泥沙的真实结构状态的彩色荧光CLSM照片，进一步，根据研究需要，结合图像分析方法即可对观测样品进行相应的生物量部分、矿物质部分和孔隙部分的空间结构及比例关系，即生物膜和泥沙颗粒之间的空间结构关系的特性分析。需要说明的是，可采用的激光扫描共聚焦显微镜的型号不受特别限制。根据本发明的一些实施例，采用型号为（Olympus FV1000）的激光扫描共聚焦显微镜进行原样观测。该激光扫描共聚焦显微镜配备有光谱分析和一整套可用半导体激光器的光谱型显微镜，其功能多样化且具有突出的光谱分辨率，并且FV1000系统融会了激光扫描共聚焦显微系统所有的显著优点，能够最大限度地减小传统的扫描过程中对活体样品造成的损害和对样品动态过程产生的影响，因此能够全面精确地记录一系列所需要的信息。

利用本发明的生物絮凝泥沙室内培养及观测方法，能够模拟生物絮凝泥沙生长，在尽可能小或避免外界人为干扰的情况下培养生物絮凝泥沙，并且能够有效地对所培养的生物絮凝泥沙进行表观形貌和结构特性观测，从而能够有效地获得生物絮凝泥沙的微观形貌以及其生物量部分、矿物质部分和孔隙部分的空间结构及比例关系，进一步能够为生物絮凝泥沙的形成机理及结构特征的深入研究提供基础。此外，根据本发明的实施例，能够通过对生物絮凝泥沙生长的条件及各种影响因素，例如营养水样的成分和浓度、室内温度、生长时间、空间等进行有效地管理和控制，方便有效地调控生物絮凝泥沙的生长和形成，从而基于对各种生物絮凝泥沙的观测，能够在不会破坏生物絮凝泥沙的生物膜结构的情况下，准确有效地获得丰富的生物絮凝泥沙形成机理及结构特征方面的研究资料。并且，发明人惊奇地发现，本发明的生物絮凝泥沙室内培养及观测方法，真实、客观、易实现。

需要说明的是，本发明的生物絮凝泥沙室内培养及观测方法，是本申请的发明人通过艰苦的创造性劳动和优化的工作而完成的。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1：生物絮凝泥沙室内培养及观测

1.1生物絮凝泥沙的室内培养

首先，每天定时取回新鲜水样，并向新鲜水样中添加营养物质：0.5g/L葡萄糖，0.05g/L KH₂PO₄，1.0g/LNaHCO₃，0.05g/L MgSO₄，0.1g/LNH₄Cl，0.015g/L CaCl₂，以便制备获得新鲜的营养水样。

其次，将沙样依次进行筛分、清洗及干燥处理后，称取6g，于图1所示的培养皿1000中与1L上述制备的营养水样混合，以便获得混合物。

同时，利用AP-1500微型氧气泵对营养水样进行曝气，以便获得处于曝气状态的混合物。

接下来，每天从培养皿1000的出口200处，排出500ml混合物的上清液并且添加500ml新鲜的营养水样，持续曝气，并维持40~60天，以便获得生物絮凝泥沙。

1.2生物絮凝泥沙的原样观测

利用环境扫描电子显微镜（ESEM，型号为Quanta200FEG），按照以下步骤，对上述培养获得的生物絮凝泥沙进行原样观测：

首先，从培养皿中取出带有一定自由水的生物絮凝泥沙0.02g作为观测样品，保存于0.5ml的密封塑料瓶中；

其次，将观测样品置于环境扫描电子显微镜的大口径宽口样品台中，并将样品台放至样品室观测台；

接着，将观测台的凹坑内滴满去离子水，以便使观测环境的相对湿度保持为100％；

然后，将环境扫描电子显微镜调至0℃冷台ESEM环境模式，以便观察观测样品的表观形貌。其中，原样观测应在10分钟内完成。

结果见图2。图2显示了室内培养获得的生物絮凝泥沙的表观形貌环境扫描电子显微镜观测图。如图2所示，受微生物作用，泥沙颗粒表面及边缘光滑圆润，覆盖有明显的生物膜，且颗粒之间亦有生物膜的广泛存在。此外，发明人还发现，当生物膜发育相当成熟时，泥沙颗粒之间会充斥丰富的生物膜，二者相互作用，一起形成蜂窝状絮网结构。其中，图2右侧的局部放大图显示了包裹有生物膜的泥沙颗粒的具体形貌。

1.3生物絮凝泥沙的结构特性观测

利用激光扫描共聚焦显微镜（CLSM，型号为Olympus FV1000），按照以下步骤，对上述培养获得的生物絮凝泥沙进行原样观测：

1.3.1染色处理

首先，利用异硫氰酸荧光素对前述培养获得的生物絮凝泥沙进行染色处理，具体步骤如下：

（1）配置0.01%的FITC和PBS缓冲液；

（2）挑取0.01g互相粘连的长膜生物絮凝泥沙置于1.5mL的Eppendorf管中，用铝箔将其进行包裹后，利用上述配制好的0.01%的FITC对生物絮凝泥沙进行避光染色30min；

（3）用PBS缓冲液将上述生物絮凝泥沙进行清洗3次，每次冲洗3min，即3×3’冲洗，再用蒸馏水反复冲洗，以便获得经过染色处理的生物絮凝泥沙。

其中，取样、染色过程中应轻取轻放。

由此，获得经过染色处理的生物絮凝泥沙。

1.3.2激光扫描共聚焦显微镜观测

接着，将经过染色处理的生物絮凝泥沙置于载玻片与盖玻片之间，作为观测样品，并利用激光扫描共聚焦显微镜（Olympus FV1000）对观测样品进行断层扫描观测。观测时，注意镜头高度的调整，不可过低以免触碰载玻片及盖玻片，并根据荧光强度及成像情况进行相应参数的调整。

由此，获得生物絮凝泥沙断面层的空间结构的彩色荧光CLSM照片，结果见图3。其中，如图3所示，绿色部分为含有多糖，能与异硫氰酸荧光素相结合从而激发荧光的生物膜成分，黑色部分则为因不透光而无法显色的泥沙颗粒及孔洞。

1.3.3图片分析

然后，结合图像分析方法对上述获得的空间结构的彩色荧光CLSM照片进行分析，以便获得生物絮凝泥沙中生物膜和泥沙颗粒之间的空间结构关系，即其生物量部分、矿物质部分和孔隙部分的空间结构及比例关系。

具体地，按照以下步骤对彩色荧光CLSM照片进行分析：

首先，将彩色荧光CLSM照片进行色彩转换，以便获得256色灰度图像，结果见图4；

接着，将256色灰度图像进行二值化处理，以便获得黑白两色化图像，结果见图5；

然后，计算图5所示的黑白两色化图像中点值为1的像素（代表生物膜）占所有像素值的比例，可以便得到在该断面层的空间中生物膜所占的比例，并依据对图5中不同荧光强度区间的像素个数及其概率密度绘制直方图，结果见图6。如图6所示，A和B分别显示了依据图5的荧光强度频数和概率密度分布统计结果的直方图。其中，均值μ=85.43，标准差σ=64.8，偏度S=0.61，峰度K=2.33。荧光强度的大小能够反应生物膜的数量和质量，荧光强度分布能够说明生物膜量的分布情况，因此，由图6可知：从低强度区间到高强度区间膜的分布面积逐渐减少，相对而言，除最小区间[1～12]荧光强度概率密度稍大以外，其他区间基本呈现均匀减小的趋势；偏度S大于0，说明荧光强度更多的分布于均值右侧，即高强度区，表明本实施例获得的生物絮凝泥沙中生物膜的形成比较丰富。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种生物絮凝泥沙室内培养及观测方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照每1升营养水样6克沙样的比例，用营养水样浸泡沙样，以便获得混合物；

对所述混合物中的水样进行持续曝气，以便获得经过持续曝气的混合物；

使用新鲜的营养水样更换所述经过持续曝气的混合物的上清液，保持曝气，并维持预定时间，以便获得生物絮凝泥沙；

利用环境扫描电子显微镜对所述生物絮凝泥沙进行原样观测，以便获得所述生物絮凝泥沙的表观形貌；以及

利用激光扫描共聚焦显微镜对所述生物絮凝泥沙进行结构特性观测，以便获得所述生物絮凝泥沙的空间结构特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述营养水样是通过向新鲜水样中添加含有碳素、氮素和无机盐的营养物质而获得的。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述营养物质中包含：葡萄糖、KH₂PO₄、NaHCO₃、MgSO₄、NH₄Cl和CaCl₂，

任选地，所述营养物质中包含：葡萄糖0.5g/L，KH₂PO₄0.05g/L，NaHCO₃1.0g/L，MgSO₄0.05g/L，NH₄Cl 0.1g/L，CaCl₂0.015g/L。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用营养水样浸泡沙样之前，进一步包括对所述沙样进行筛分、清洗及干燥处理。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用AP-1500微型氧气泵进行所述曝气。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用新鲜的营养水样更换所述经过持续曝气的混合物的上清液进一步包括：

对于1升营养水样，每天排出500ml所述上清液，并且添加500ml新鲜的营养水样。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在培养皿中培养所述生物絮凝泥沙。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述培养皿具有：

本体，所述本体内限定有培养空间；以及

出口，所述出口设置在所述本体的侧壁上。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用环境扫描电子显微镜对所述生物絮凝泥沙进行原样观测，进一步包括以下步骤：

将所述生物絮凝泥沙作为观测样品，保存于密封塑料瓶中；

将所述观测样品置于所述环境扫描电子显微镜的大口径宽口样品台中，并将所述样品台放至样品室观测台；

向所述观测台的凹坑内滴入去离子水，以便使观测环境的相对湿度保持为100％；以及

将所述环境扫描电子显微镜调至0℃冷台ESEM环境模式，以便观察所述观测样品的表观形貌，

其中，所述原样观测应在10分钟内完成。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用激光扫描共聚焦显微镜对所述生物絮凝泥沙进行结构特性观测，进一步包括以下步骤：

利用异硫氰酸荧光素对所述生物絮凝泥沙进行染色处理，以便获得经过染色处理的生物絮凝泥沙；

将所述经过染色处理的生物絮凝泥沙置于载玻片与盖玻片之间，作为观测样品；

利用激光扫描共聚焦显微镜对所述观测样品进行断层扫描观测，以便获得所述观测样品的空间结构分布荧光图；以及

对所述空间结构分布荧光图进行分析，以便获得所述生物絮凝泥沙中生物膜和泥沙颗粒之间的空间结构关系。

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