杞麓湖底泥好氧反硝化菌的筛选及反硝化特性研究

楚雄师范学院学报2012年第6期杞麓湖底泥好氧反硝化菌的筛选及反硝化特性研究*李云霞朱丹潘欢欢苏鸿雁(大理学院农学与生物科学学院，云南大理671003)摘要:采用溴百里酚蓝(BTB)选择性培养基对采集样品进行初筛分离。初筛菌株在30℃，DM培养基培养3天后的溶液测定其TN、NO3－N、NO2－N浓度变化。最终成功分离得到一株编号为8#菌株对NO3－N的降解率91.70%，亚硝态氮累积量仅为0.61mg·L－1。该菌株反硝化能力较强，在实际的废水处理中具有一定的应用价值。关键词:底泥;好氧反硝化细菌;脱氮中图分类号:X703文章标识码:A文章编号:1671－7406(2012)06－0053－05由于工业废水大量排放，农业长期大量施用化肥，硝酸盐污染水源的现象日趋严重［1］。硝酸盐氮可以转化成三大致癌物之一的亚硝胺，对人的健康危害很大，因此硝酸盐污染问题正日益受到国内外研究者的关注［2—4］。生物脱氮技术因其经济、有效、易操作、无二次污染等特点成为研究的热点问题之一。被用于生物脱氮主要技术之一的好氧反硝化菌(aero-bicdenitrifier)是利用好氧反硝化酶的作用，在有氧条件下进行反硝化作用的一类反硝化菌［5］。好氧反硝化工艺与传统的缺氧反硝化工艺相比具有独特优势［6］∶1)细菌能在有氧条件下进行反硝化，使硝化和反硝化能够同时在一个反应器中进行，可以大大减少占地面积和建设资金;2)硝化的产物可直接作为反硝化作用的底物，避免了硝酸、亚硝酸的积累对硝化反应的抑制，加速了硝化反硝化进程.且反硝化释放出的OH－可部分补偿硝化反应所消耗的碱，能使系统中pH值相对稳定;3)在好氧脱氮过程中，进水中的高浓度有机物直接成为脱氮所需的外界碳源，脱氮同时解决了高COD的问题［7－9］。高效好氧反硝化菌的分离纯化对控制水体富营养化以及污水处理有着重要的应用价值，好氧反硝化菌在不同生境中通常不是优势菌，并且反硝化能力存在差异，从不同环境中获得高效的功能菌株是很有意义的工作。杞麓湖距离云南省玉溪市通海县城1.5公里，N:24°08'—24°11'，E:100°43'—100°48'，位于能海盆地中部稍偏东北，为流域内地表径流汇集的中心地，湖面海拔1796m，湖泊面积35.9km2，湖容积1.7亿m3，无明显出流口，为一封闭型高原湖泊。杞麓湖流域是通海县社会经济发展的主体，是通海县生存发展的基础，通海人民把杞麓湖称为“母亲湖”。湖泊泄水唯一通道为天然溶洞，杞麓湖属富营养型湖泊，水质污染以有机污染和氮、磷污染为主。笔者从杞麓湖底泥中筛选出能在好氧条件下进行反硝化的细菌，研究其生长条件及其反硝化效率，为进一步研究其在富营养化水体中的修复作用提供微生物学基础。·35·第二十七卷第六期楚雄师范学院学报Vol.27No.62012年6月JOURNALOFCHUXIONGNORMALUNIVERSITYJun.2012*基金项目:大理学院洱海保护研究专项课题(KYRH201011)资助。收稿日期:2012－03－27作者简介:李云霞(1982—)，女，云南剑川人，助理实验师，主要从事反硝化细菌、解磷细菌、捕食线虫真菌多样性等研究。楚雄师范学院学报2012年第6期1实验材料及方法1.1底泥采集我们选取来自杞麓湖的东、南、西、北岸，受到不同污染源污染的底泥进行实验。杞麓湖东岸，近兴义村村处，由于该村主要靠农业发展经济，故农业污染和生活废水为主要污染源;而杞麓湖南岸，近岳家营处是现杞麓湖地区各种污染物的汇聚地;杞麓湖西岸，村落较少，农田较多，农业污染较为严重;北岸，靠近二街村，该村主要发展种植业和加工业，遭受到工业和农业的污染。2010年10月3日，用采泥器从杞麓湖(102°33'－102°53'E，24°04'－24°14'N)中共采集了底泥31份，采样深度为5m左右，各个样地之间距离约为1km，每份底泥约重0.5kg，封口袋密封带回，放于4℃冰箱中保存，一周内处理完所有样品。1.2培养基1.2.1溴百里酚蓝(BTB)选择性培养基［10］1.2.2牛肉膏蛋白胨硝酸盐固体培养基［11］1.2.3葡萄糖反硝化液体培养基［11］1.2.4LB培养基［11］1.2.5DM(反硝化)培养基［10］1.3好氧反硝化细菌的初筛取10g底泥土样于盛有90mL无菌水的锥形瓶中，在30℃转速为150rpm的恒温摇床上振荡培养24h，然后进行10倍浓度梯度稀释从10－2至10－8备用。取0.2mL不同稀释度的菌液涂布于溴百里酚蓝(BTB)选择性培养基上，每个稀释度2个重复，于30℃恒温培养3d后，变蓝的菌落或晕圈即为初筛菌，选取蓝圈较大较好的菌株标记，划线分离于牛肉膏蛋白胨硝酸盐固体培养基，进行形态观察及革兰氏染色。1.4好氧反硝化菌初步鉴定从牛肉膏蛋白胨硝酸盐固体培养基平板上分别取初