高锰地下水中除锰微生物的筛选与处理条件优化

文章编号：１００７－２２８４（２０１４）０９－００３５－０４高锰地下水中除锰微生物的筛选与处理条件优化张盼１，２，董维红１，２，张玉玲１，２，杨志远３（１．吉林大学环境与资源学院，长春１３００２１；２．吉林大学水资源与环境研究所，长春１３００２１；３．山西省勘察设计研究院，太原０３００００）摘要：采用选择性培养基从梅河口市某地下水样品中分离出一株对铁、锰有高效去除作用的菌株，将其命名为ＭＨＫ－１０。１６ＳｒＤＮＡ测序表明，该菌株为芽孢杆菌属（Ｂａｃｉｌｌｕｓ），同源性达９６％。通过影响因素实验探讨了温度、ｐＨ值及地下水中常见阳离子对ＭＨＫ－１０除锰作用的影响。结果表明：ＭＨＫ－１０除锰的最佳条件为温度１５～３０℃，ｐＨ值６～８，且Ｎａ＋、Ｃａ２＋的存在对锰离子的去除起促进作用，Ｋ＋、Ｍｇ２＋、ＮＨ＋４、Ｆｅ２＋对其起抑制作用。将菌种用于处理所取水样，１５ｍｉｎ后锰的去除率达９６％以上，出水锰含量达到国家饮用水标准（ＧＢ５７４９－２００６），验证了ＭＨＫ－１０除锰的可行性。关键词：地下水；生物除锰；除锰微生物筛选中图分类号：Ｘ５２３；Ｑ８９文献标识码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＩｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄＲｅｍｏｖａｌＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆａＭａｎｇａｎｅｓｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔＳｔｒａｉｎＺＨＡＮＧＰａｎ１，２，ＤＯＮＧＷｅｉ－ｈｏｎｇ１，２，ＺＨＡＮＧＹｕ－ｌｉｎｇ１，２，ＹＡＮＧＺｈｉ－ｙｕａｎ３（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２１，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｈａｎｘｉＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍａｎｇａｎｅｓｅａｎｄｉｒｏｎ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔｓｔｒａｉｎｉｓｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓａｍｐｌｉｎｇｆｒｏｍＭｅｉｈｅｋｏｕＣｉｔｙｂｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅｍｅｄｉａ，ｗｈｉｃｈｉｓｎａｍｅｄＭＨＫ－１０．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆ１６ＳｒＤＮＡｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅＭＨＫ－１０ｂｅｌｏｎｇｓｔｏＢａｃｉｌｌｕｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｏｆｆｉｅｌｄｓｉｔｅ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｂａｔｃｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐＨ，ｃｏｍｍｏｎｃａｔｉｏｎｓｉｎｃｌｕｄｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｂｉｏ－ｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅｉｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅｔｅｍ－ｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ１５～３０℃，ｐＨｖａｌｕｅｉｓ６～８，ｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆＮａ＋，Ｃａ２＋ｐｌａｙｓａｐｏｓｉｔｉｖｅｒｏｌｅ，ｗｈｉｌｅＫ＋，Ｍｇ２＋，ＮＨ＋４，Ｆｅ２＋ｐｌａｙｓａｎｅｇａ－ｔｉｖｅｒｏｌｅ．Ｔｈｅｓｔｒａｉｎｉｓｕｓｅｄｆｏｒｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｒｅａｃｈｅｓａｂｏｖｅ９６％ａｆｔｅｒ１５ｍｉｎ，ａｎｄｍａｎｇａｎｅｓｅｃｏｎｔｅｎｔｍｅｅｔｓｓｔａｎｄａｒｄｓｆｏｒｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙ（ＧＢ５７４９－２００６），ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｆｕｒｔｈｅｒｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｍｏｖａｌｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅ；ｍａｎｇａｎｅｓｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｓｃｒｅｅｎｉｎｇ收稿日期：２０１４－０２－２６基金项目：国家“十二五”科技支撑计划课题（２０１２ＢＡＪ２５Ｂ１０）。作者简介：张盼（１９８８－），女，硕士研究生，主要研究方向为地下水土污染控制与修复。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｐａｎ．１２０２＠１６３．ｃｏｍ。通讯作者：董维红（１９７４－），女，副教授，主要研究方向为水文地球化学、地下水资源评价与管理。Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｏｎｇｗｅｉｈｏｎｇ＠ｊｌｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。０前言我国含铁、锰地下水分布甚广，据不完全统计，全国有１８个省市的地下水中含有过量的铁和锰，集中分布在东北三省和内蒙古东北部地区以及河北、湖北、山东及贵州等区域。铁锰含量超过饮用水标准（《生活饮用水水质卫生规范》（ＧＢ５７４９－２００６））的地区人口超过３亿，其水量约占我国地下水总储量的２０％