异养硝化．好氧反硝化菌株DN1．2的脱氮特性研究

高技术通讯2009年第l9卷第2期：213～218doi：10．3772／j．issn．1(I)2—0470．2OO9．02．018异养硝化．好氧反硝化菌株DN1．2的脱氮特性研究①黄钧②杨航牟丽娉李毅军(中国科学院成都生物研究所成都610041)摘要对一株具有异养硝化一好氧反硝化能力的恶臭假单胞菌PseudomonoapzaMaDN1．2进行了研究，初步探讨了不同碳源种类、碳氮比、pH值、温度、氨氮质量浓度对DN1．2菌株脱氮作用的影响。结果表明，该菌在异养硝化过程中能同时去除化学需氧量(COD)和氨氮，并且不积累硝酸盐和亚硝酸盐。碳氮比是影响其脱氮效果的重要因素。不同碳源种类下菌株的脱氮能力按大小排序为：乙酸盐>葡萄糖>柠檬酸盐>甘油。脱除氨氮和COD的最适初始pH为7．0～7．5，最适温度为30～34c【=。在菌株DN1．2转化的氨氮中有超过50％的部分被完全从水体中去除，细胞对氨氮的同化率为38．5％。关键词异养硝化，好氧反硝化，恶臭假单胞菌DN1．20引言传统生物脱氮理论认为，自养硝化在自然界的硝化过程中占主导地位，异养硝化现象虽然早在19世纪末20世纪初就被发现，但由于在复杂的环境中其作用不甚明显，因此一直少于研究。近20多年来不断有关于异养硝化现象的报道出现。报道的异养硝化菌又大都具有好氧反硝化功能J，单株菌可以同时完成化学需氧量(chemicaloxygendemand，COD)的去除和将氨氮转变为氮气或氮氧化物从水体中完全去除，这为实现在同一反应器内同时硝化反硝化奠定了基础。因此异养硝化菌正逐渐成为研究热点。目前已被分离出来的异养硝化菌主要有：Paracoccuspantotropha(Thiosphaerapantotropha)，Alcaligencesfaecalis，Arthtobactersp，Pseudomonasputida，Rhodococcussp，Pseudomonasalcaligenes，Bacillus，Ancinetobacter等l2{j，其分离源的多样性证明了异养硝化现象在自然界中是广泛存在的，异养硝化的能力也并不只存在于特定种属的细菌中。尽管这些异养硝化菌都具有同步去除有机碳源和氨氮的能力，但它们在硝化产物、反硝化能力等方面仍然具有各自的特点，这表明异养硝化的途径也存在着多样性的可能，从废水脱氮反应器中分离到的一株异养硝化．好氧反硝化菌——PseudomonasputidaDN1．2Ij(以下简称DN1．2)，说明了这一点。该菌株同时具有自养硝化和异养硝化的能力，在两种硝化过程中都不积累硝酸盐和亚硝酸盐。该菌株还具有好氧反硝化能力，对硝酸氮和亚硝酸氮都能利用。在文献[9]研究的基础上，本文对该菌株的脱氮特性进行了一系列更深入的研究，取得了更进一步的结果。1材料和方法1．1菌株来源本实验室保藏菌株DN1．2，分离自废水脱氮处理反应器，经鉴定为恶臭假单胞菌(Pseudomonasput／da)。1．2培养基(g／L)KH2PO40．7，MgSO4‘7H200．5，Cacl2’2H200．5，(NH4)2SO4(随试验内容而变)，葡萄糖(随试验内容而变)，5MNaOH溶液调pH7．2～7．4，121oC灭菌20min。1．3检测方法N咐一N：采用水杨酸一次氯酸盐分光光度法。．、N一N：采用N．(1．萘基)．乙二胺光度法。NO3-一N：采用麝香草酚分光光度法。TN：采用碱性过硫酸钾法消解紫外分光光度法。①863计划(2006AA06Z330)资助项目。②龚，12兰生，研究员；、研究方向：环境生物学；通讯作者，E-mail：huang／un@cib．a13．cn(收稿日期：2OO7．12—25)一2l3一高技术通讯2009年第19卷第2期CODc：采用重铬酸钾消解分光光度法。N一N、NO2一N、NO3一N、TN、CODc等的测定采用德国WTW多功能水质分析仪(TheSpectroquantAnalysisSystemPhotoLabS12)，工作电压12V。消煮使用wrw公司产CR2200加热器。测定所用试剂为默克(Merck)公司配套试剂。1．4试验方法试验均采用250ml三角瓶，装液50ml，170rpm或200rpm条件下运行。样品经eppendorfCentrifuge5804R离心机4000rpm，8min离心后测定。1．4．1DN1．2在不同初始COD浓度下对氨氮和COD的去除试验以葡萄糖为碳源，分别配制COD为500mg／L，1000mg／L，2000mg／L，氨氮均为lOOmg／L的培养基。接种量6％(v／v)，对照组加等体积无菌水。在30％，170rpm条件下培养，定时取样测定NH4+一N、NO2-．N、NO{．N和COD浓度。1．4．2DNI．2去除氨氮最适碳源浓度