好氧反硝化菌Pseudomonas stutzeri XL-2的脫氮性能及其關(guān)鍵酶功能基因研究.pdf

1、我國的經(jīng)濟發(fā)展長期采用粗放型模式，給環(huán)境帶來了很大的危害，其中水環(huán)境的氮素污染尤為嚴重。傳統(tǒng)生物脫氮理論認為硝化過程是在好氧條件下進行，反硝化過程只能在厭氧或缺氧的條件下進行，存在諸多弊端。好氧反硝化現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使得硝化和反硝化可以同時在一個具有好氧條件的反應器內(nèi)完成，較傳統(tǒng)生物脫氮工藝更為高效、快捷。本文以一株具有好氧反硝化功能的脫氮細菌XL-2為研究對象，考察菌株在高濃度NO3--N下的好氧反硝化性能；研究不同環(huán)境因素對其好氧反硝化作

2、用的影響；采用分子生物學及生物信息學對菌株XL-2脫氮關(guān)鍵酶進行了一定研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴從傳統(tǒng)脫氮工藝曝氣池的活性污泥中篩選得到一株對NO3--N和TN去除率均很高的菌株XL-2。該菌株為直或稍彎的桿狀菌，細菌大小為0.45×（1.2-2.3）μm。成熟的菌落呈淺黃綠色，邊緣不規(guī)則，表面有褶皺、濕潤、半透明。經(jīng)過16S rDNA基因測序，確定菌株 XL-2屬于 Pseudomonas stutzeri（施氏假單胞菌

3、）菌屬，并命名為Pseudomonas stutzeri XL-2。⑵菌株XL-2在100mg/L的NO3--N培養(yǎng)液中以30℃、120 rpm的條件連續(xù)培養(yǎng)72 h后對NO3--N和TN去除率分別為98.8％和87.6%，中間產(chǎn)物NO2--N、NH4+-N沒有明顯積累。對36 h時菌株XL-2脫氮過程的氣態(tài)產(chǎn)物進行檢測，檢測出的N2O-N含量為0.501 mg，N2含量為2.519 mg。對36 h的NO3--N培養(yǎng)液進行氮平衡計算，

4、結(jié)果表明菌株脫氮過程主要是把NO3--N轉(zhuǎn)化成氣態(tài)產(chǎn)物N2排出，表明菌株XL-2具有很好的好氧反硝化脫氮能力。進一步的實驗表明菌株對300 mg/L的 NO3--N有較好的去除作用，當NO3--N濃度提高到500 mg/L時，菌株XL-2的生長和脫氮受到嚴重的抑制。⑶不同環(huán)境因素對菌株XL-2好氧反硝化作用影響的實驗結(jié)果表明：C/N范圍為8～15；溫度范圍為30～35℃；搖床轉(zhuǎn)速范圍為120～150 rpm時，菌株XL-2生長情況良好，

5、對NO3--N和TN的去除率都比較高，同時中間產(chǎn)物NO2--N及NH4+-N均無明顯積累。微量元素（Mg2+，Mn2+， BO33-，Zn2+，F(xiàn)e2+，Ca2+）對菌株XL-2的生長和反硝化作用的影響實驗表明，Mg2+對菌株的生長以及脫氮的貢獻最大，影響作用也最明顯，其次是 Fe2+。Ca2+、BO33-、Zn2+、Mn2+對菌株 XL-2的生長和脫氮沒有太大的影響。⑷菌株XL-2好氧反硝化脫氮關(guān)鍵酶基因PCR擴增實驗表明菌株XL-2