一株光合細菌的篩選及其產氫試驗研究.pdf

1、氫氣熱值高，燃燒產物清潔無污染，被認為是21世紀最具應用價值的可再生能源之一。與傳統(tǒng)的電化學、熱化學制氫方法相比，生物制氫有著節(jié)約能源、不消耗礦物資源、可持續(xù)等優(yōu)點，其在研究與應用中的地位越來越受到重視，許多國家都投入大量的人力物力對其進行研究。在生物制氫研究中，光合細菌光發(fā)酵制氫因具有產氫效率高、底物轉化效率高、對環(huán)境無污染等突出的優(yōu)點，而日益受到人們的廣泛關注。
　　本實驗利用光照富集以及雙層平板劃線法從污水廠二沉池的活性污泥

2、中分離純化得到一株光合細菌，結合菌落特征以及16S rDNA基因序列分析等對其進行了分類學鑒定，確定該菌株為沼澤紅假單胞菌（Rhodopseudomonas palustris），命名為Rhodopseudomonas palustris.PB-Z。
　　以所篩選的光合細菌PB-Z為研究對象，對其生長條件進行初步優(yōu)化，并研究了PB-Z在不同氮源、碳源、氮源濃度、碳源濃度、初始pH值、鎂離子濃度下的產氫特性。實驗結果表明:(1)厭氧

3、光照是PB-Z的最佳生長模式;乙酸鈉為PB-Z生長的最佳碳源;在光照強度為4500lux、初始pH為7時，PB-Z的莊長活性最高。(2)以尿素為氮源時，PB-Z有著最高的產氫活性，累積產氫量為91.2±4.5ml，尿素為PB-Z的最佳產氫氮源;在尿素濃度為10mmol/L時，PB-Z的產氫量最大，為101.1±3.4 ml。(3)PB-Z產氫的最佳碳源為葡萄糖，當葡萄糖濃度為70mmol/L時，PB-Z有著最大的產氫量與底物轉化率，分別

4、為123±3ml、69.7±1.9％。PB-Z的最大產氫活性出現(xiàn)在PB-Z的對數(shù)生長期。(4) PB-Z產氫的最佳初始pH為7，PB-Z在利用葡萄糖產氫的過程中，會產生有機酸使培養(yǎng)基變?yōu)樗嵝?，通過外源調節(jié)培養(yǎng)基的pH能夠顯著提高光合細菌PB-Z的產氫量以及底物轉化率，產氫量由124.7±2.7 ml（對照組）提高到221.7±8 ml，底物轉化率由68.1％（對照組）提高到91.2％。(5)光合細菌PB-Z產氫的最適鎂離子濃度為5 mm

5、ol/L。PB-Z中含有多種色素，在一定的鎂離子濃度范圍內，PB-Z的色素合成狀況良好，但是過高濃度的鎂離子會對PB-Z的色素合成造成不利影響，光合色素合成受到抑制，PB-Z的產氫量出現(xiàn)顯著地下降。為探究光合細菌PB-Z產氫的最適條件，根據(jù)單因素實驗的結果，以鎂離子濃度、pH、反應時間為實驗因素，以光合細菌PB-Z產氫量為響應值，采用響應面分析法對實驗結果進行模擬及分析，建立了產氫量與3個產氫影響因素關系的二次多項式數(shù)學模型。結果表明，