厌氧氨氧化电子受体的研究

1，10应用与环境生物学报C轴．，．^．r瓣1998，4(I)：74—76商WI998-∞．25厌氧氨氧化电子受体的研究(新江农业大学环保系杭十lI3n0029)摘要研究发现，除已经证宴的硝酸盐外，常规生物反硝化反应的两种中间产物亚硝酸和N20也能用怍氪压氧氧化的电子受体；厌氧氨生物氧化的主要产物为蓑量词厌氧氟生帮董化：电子璺体中田法分羹号!!7三生物反应STUDY0NELECTR0NACCEPT0R0FM匝xEDⅡCR0BIALCULTUREF0RANAER0BICAMM0NIA0XⅢAT10NZHENGPing，HUBaolang，XUXisngyan，YUXiue＆FENGXiaoshan(脚lDn$c1．帆俐Ua／v，Hangzho．t31CO29)AbstractTheelectt~nacceplorsofthemixedmicrobialculturethatcanledoutthebioreactionwerestudied．Theresultsshowedthetinadditiontotheknowne|eat~nacceptorsallxatc．nltriteandnilxousoxidealsoableto．y,e1．veelect~nacceptorsinthebioreactionwithdiallxogenasmainpr0dKeywordsanaerobicammoniaoxidation；clec~R'onacccptor；biozeacfion在氨索污染物的控制中，目前国内外主要采用生物脱氨技术，研究的热点集中在如何改进行传统的硝化一反硝化工艺l1．从微生物学的角度看．硝化和反硝化是两个相互对立的生化反应．前者借助硝化细菌的作用，将氨氧化为硝酸．需要氧的有效供给；而后者则是一个厌氧反应，只有在无氧条件下．反硝化细菌才能把硝酸还原为氨气l3J．此外．在环境中存在有机物时，自养型硝化细菌对氧和营养物质的竞争能力劣于异养型檄生物HJ，其生长速度很容易被异养型微生物超过，井因此而难以在硝化中发挥应有的作用；但要使反硝化反应顺利进行，则必须为反硝化细苗提供合适的电子供体(通常为有机物如甲醇等)⋯．最近发现，氨可直接作为电子供体进行反硝化反应，即所谓的厌氧氨氧化l5J．若能开发利用厌氧氨氧化进行生物脱氨，不仅可大幅度地降低硝化反应的充氧镌耗，免去反硝化反应的外裤电子供体，而且还可改善硝化反应产酸，反硝化反应产碱而均需中和的状况．其中后两项对控制化学试荆消耗，舫止可能出现的二次污染具有重要作用因此，研究厌氧氨氧化的电子受体，不仅有助于探明这一反应的檄生物机理，同时也可为其开发干li用提供依据1材料与方法1．1厌氧氨氧化菌混培物殛其培养方法试验所用的厌氧氨氧化菌混培物取自～套总客积为23L的生物反应器在将其用于分批培养试验前，先用除氧的KHCO3缓冲藏(口H7．1)冲洗3欢，除去残留的基质尔后，将2mL厌氧氨氧化菌混培物和46mLKHCO~缓冲藏分装于I17mL血清瓶内，用丁基橡胶塞盖紧，再加铝盖加固用真空泵抽空血清瓶上部的气体，井以95％()^r和5％()c02混合气体置换操作5欢后，静止培养于30℃的黑碚环境中．每天摇动血清瓶3欢，并根据需要用ImL注射器取样．所有攫I试设3个重复(nI～3)1．2分析测定方法氨：水杨酸一次氯酸光度法【；亚硝酸盐：N．(卜萘基)．乙二胺光度法；硝酸盐：酚二磺酸光度法【；羟彝羟基喹啉光度法；联彝：二甲基彝酚醛光度法j：，和N2O：气相色谱法(ECD／TCD橙刮器，美国Fisoss仪器公司制造)．收稿日期：1996-06-17接受日期：I辨6．12-3O*国隶自然科学基金(H0：~9678024)和浙江省自然科学基金‘No：~96043)资助项目维普资讯http://www.cqvip.com1期郑平等：厌薯鼻氧化屯子受悻的研究2结果与讨论2．1以亚硝酸盐为电子受体的厌氧氨氧化由表1可以看出，无论是单加电子受体物质亚硝酸，或是单加厌氧氪氧化菌混培物，培养渡内的氨都未减少方差分析也表明．两种对照反应引起的氪浓度变化均不显著．只有在厌氧氨氧化菌混培物和亚硝酸盐同时存在时，培养渡内的氨才被厌氧氧化而逐渐降低(表1)方差分析也表明，其生物转化弓『起的氨雄度变化达到r显著水平．表1以亚硝酸盐为电子受体的厌氯氨生物氧化cc／nm~ol·LIe1Anaerobicanunotdaoxidationwithnitrite．Kselectronaceeptorcc／raraol·L培养液内氨的转化与电子受体物质的消耗密切相美化也随之停止，添加亚硝酸盐可使氨氧化继续进行(图1)正相美，相关系数为0．994(图2)．图1氨厌氧转化与亚硝酸消耗的关系÷：{Fig，【Relationshipbetwe