貧營養(yǎng)好氧反硝化菌的篩選、鑒定及脫氮性能研究.pdf

1、氮素是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因之一,是水體中主要的污染物。去除氮素污染的方法有物化方法和生物方法,生物脫氮以其經(jīng)濟有效、無二次污染等優(yōu)點成為研究熱點。本文深入探討了好氧反硝化菌的篩選方法,并對篩選得高效好氧反硝化菌進行掃描電鏡和16S rRNA分子鑒定,討論了環(huán)境因子對其脫氮效果的影響,并將優(yōu)勢菌組合后投入微污染原水進行小試分析。主要研究結論包括:
　　(1)采集山東棗莊某水庫沉積物,通過逐漸降低培養(yǎng)基中乙酸鈉和硝酸鈉的含量,馴

2、化沉積物中的好氧反硝化細菌,經(jīng)過分離、純化,得到菌落特征一致的單株菌落,共分離純化得到412株貧營養(yǎng)好氧反硝化菌。在純培養(yǎng)條件下,對412株好氧反硝化細菌分別進行脫氮分析,經(jīng)過6天培養(yǎng),硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮之和去除率達60％以上的共有21株好氧反硝化細菌,選取其中3株高效菌(硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮之和去除率70%以上,總氮去除率40%以上)ZN1、ZN2和 ZN3作為進一步開展研究的菌源。
　　(2)革蘭氏染色結果表明:3株優(yōu)勢菌

3、ZN1、ZN2和 ZN3均為陰性(G-);進一步的掃描電鏡結果顯示3株菌均屬于桿狀菌,其中 ZN1有凹陷,ZN2呈花生狀,ZN2與ZN3均比較飽滿。采用分子生物學方法對3株菌進行16S rRNA序列測定,所得序列與 GENBANK基因庫中對比結果顯示ZN1和ZN3屬于鐵還原細菌(Iron-reducing bacterium),ZN2屬于粘液菌屬(Zoogloea sp.)。3株優(yōu)勢菌16S rRNA序列與已報道的好氧反硝化細菌進行系統(tǒng)

4、發(fā)育分析,表明3株菌與已報道的好氧反硝化菌具有良好的同源性。關鍵酶基因檢測表明3株菌均含有周質硝酸鹽還原酶基因(napA),在好氧條件下,周質硝酸鹽還原酶將硝酸鹽還原為氮氣,實現(xiàn)了好氧反硝化。
　　(3)在純培養(yǎng)條件下,菌株ZN1、ZN2和 ZN3在選擇性好氧反硝化培養(yǎng)基中,于30℃,120r/min培養(yǎng)47h后,硝氮去除率均達到80%以上,總氮去除率均達到40%以上。對影響菌株 ZN2脫氮效果的環(huán)境因子研究得出,最佳碳氮比為12

5、/1,最佳初始 pH值為7,最佳接種量為1.0%,最適溫度為30℃。同時表明, ZN2菌株具有較好的硝化特性,也可以以亞硝氮為氮源進行好氧反硝化作用。
　　(4)取某水庫原水,將ZN1、ZN2和ZN3菌株分別進行原水適應,逐漸改變培養(yǎng)基和原水的比例,使3株優(yōu)勢菌逐漸適應原水環(huán)境。將適應后的菌株按不同的投加量投加入原水中進行小試,結果表明,運行40d后,投加量為100ppm時,總氮和硝氮的去除率均為最高,總氮去除率可達45%左右,硝