萃取_比浊法测定焦化废水中微生物疏水性的研究_郑西强

第25卷第1期2010年3月安徽工程科技学院学报JournalofAnhuiUniversityofTechnologyandScienceVol.25.No.1Mar.,2009收稿日期:2009-09-24基金项目:安徽省自然科学基金资助项目(08040102002)作者简介:郑西强(1983-),男,安徽六安人,硕士研究生.通讯作者:蔡昌凤(1956-),女,安徽无为人,教授,硕导.文章编号:1672-2477(2010)01-0011-04萃取-比浊法测定焦化废水中微生物疏水性的研究郑西强,蔡昌凤＊,李娜(安徽工程科技学院生化工程系,安徽芜湖241000)摘要:研究了萃取-比浊法测定焦化废水中微生物疏水性,对比了3种萃取剂,发现四氯化碳吸附微生物的能力较强,菌体在四氯化碳-水界面和四氯化碳层能维持长时间稳定;选择最佳的菌液、萃取剂配比为2.67(菌液∶萃取剂=12∶4.5);采用低转速离心(1000r/min、10min)分离.并对实际焦化废水中主要微生物进行疏水比率测定,结合红外谱图分析,验证了该方法的简单可行.关键词:焦化废水;微生物;萃取剂;疏水比例中图分类号:X172;Q-33文献标识码:A疏水性是决定微生物非特异性粘附到各种生物和非生物表面及界面的最重要动力之一[1-3],自Mudd1924年首次报道微生物的疏水现象并探讨其与吞噬作用的相互关系以来,有关微生物表面疏水性的研究方法不断发展和成熟,人们对微生物表面疏水性的认识也逐渐深入[4].疏水性微生物的研究与应用也有报道[5],但有关微生物疏水比率的测定方法文献甚少.为研究焦化废水生化处理出水中微生物的疏水亲水性对中水深度处理和回用的影响,对表面疏水比率测定的相关条件进行摸索,建立了焦化废水中主要微生物疏水性测定的方法.1材料与方法1.1材料仪器设备:纳米粒度/Zeta电位分析仪ZetasizerNanoZS90(美国BROOKHAVEN);傅里叶变换红外仪(IR-21);双光束紫外可见光光度计TU-1901(北京普析通用仪器有限责任公司);振荡培养箱KYC-1102C(上海福玛实验设备有限公司);数显生化培养箱(上海福玛实验设备有限公司);台式离心机TDL-40B(上海安亭科学仪器厂).主要试剂:四氯化碳CCL4,正辛醇C8H18O,二甲苯C6H4(CH3),均为分析纯.实验用水为超纯水(≥18MΨ·cm),菌种来自安徽工程科技学院环境工程实验室由焦化废水分离出的硝化细菌(10株混合菌液)、反硝化细菌(4株混合菌液).1.2萃取-比浊法测定微生物疏水性的原理用双光束紫外可见光光度计在波长600nm下,以超纯水做对照调零,测定菌液吸光度(A).菌液浓度(C)与其吸光度(A)成正比,A=kC,k为常数.根据表面疏水的微生物易富集于有机溶液中[6-7],而亲水的微生物分散在水溶液的特性,进行萃取分离.测定萃取分离前后水相中微生物菌量,疏水比例r=(C0-C1)/C0×100%=(A0-A1)/A0×100%.C0、C1分别为菌液的初始浓度和萃取后水相中的浓度(个/mL),A0、A1分别为菌液的初始吸光度和萃取后水相的吸光度.1.3菌液的制备及疏水比率的测定选用处于稳定期的硝化菌和反硝化菌菌液,用生理盐水洗涤后,离心(4000r/min、30min)分离,弃去上清液,将离心下来的菌体再用生理盐水洗涤,重复3次,待用.在50mL的具塞比色管中加入12mL(考虑实验用菌量)已洗涤后的菌液,然后按加入一定量的萃取剂,封口,室温下剧烈振荡3min,硝化菌静置分离30min,反硝化菌静置10min,初分离后取水相离心,取水相测吸光度A,并计算出疏水比率.2结果与分析2.1萃取剂的选择在剧烈振荡过程中,疏水性强的菌体粘附到油珠表面.静置时,油珠携带这些细胞上升(下降).对照实验备选3种萃取剂:正辛醇、二甲苯和四氯化碳.取适量菌液分3组进行试验,每组取5份相同体积的菌液,分别加入等体积的萃取剂,剧烈振荡后静置,测定不同时间段水相的吸光度(见图1).图1表明,硝化菌在四氯化碳-水两相体系的相分离速度明显快于二甲苯-水和正辛醇-水两相体系,图1b显示四氯化碳吸附硝化菌菌体的能力较强,硝化菌在两相中经30min静置后即可达完全分离且疏水比例稳定,而此时在其他两种萃取剂中尚未完全分离;在正辛醇-水和二甲苯-水两相体系中,菌体在有机相内的聚集数量少且稳定性差,易解除吸附后进入水相,正辛醇-水两相体系表现的尤明显.以硝化菌在四氯化碳-水两相体系50min的疏水比例为真值计,30min四氯化碳中的回收率为99.7%,在二甲苯和正辛醇中分别达92%和30%,在四氯化碳中的回收率明显高于其他.因此,四氯化碳是研究硝化菌表面疏水性的理想化合物.反硝化菌和四氯化碳、正辛醇、二甲苯混合后静置,两相分离