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《耐冷耐堿好氧反硝化菌脫氮特性及同時(shí)硝化反硝化能力研究.docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、耐冷耐堿好氧反硝化菌脫氮特性及同時(shí)硝化反硝化能力研究過量使用肥料,大量投放魚食,不恰當(dāng)排放生活污水和工業(yè)廢水等一些人類活動(dòng),會(huì)導(dǎo)致環(huán)境水體中一種或多種氮的積累。而且,環(huán)境水體中過量的氮會(huì)對(duì)水生生物和人類健康造成危害。不同形態(tài)的氮造成的影響和危害也不同,銨態(tài)氮對(duì)魚類危害嚴(yán)重,特別是肝臟和腎臟;硝酸鹽氮破壞魚類免疫系統(tǒng),亞硝酸鹽氮會(huì)導(dǎo)致嬰兒高鐵血紅蛋白癥甚至誘發(fā)癌癥。微生物脫氮因其生長快速、適應(yīng)性強(qiáng)、脫氮效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于城市污水治理。然而,多數(shù)好氧反硝化菌對(duì)低溫、極端pH、高負(fù)荷氮等環(huán)境脅迫極其敏感。眾多好氧反硝化菌脫氮溫度多在15℃及以上,在15℃以下特別是5℃能進(jìn)行反硝化作用的菌鮮有報(bào)
2、道,在強(qiáng)堿性或高濃度氮環(huán)境下能高效脫氮的細(xì)菌也少有報(bào)道。因此,探索和研究具有耐冷、耐堿、耐高負(fù)荷氮、能去除多種不同氮源的反硝化細(xì)菌對(duì)治理極端環(huán)境條件的污水具有重要意義。本研究分離純化的反硝化細(xì)菌Y-12,在溫度為15℃條件下能快速高效去除亞硝酸鹽氮和總氮。經(jīng)特異性磷脂脂肪酸檢測和16SrRNA基因測序,結(jié)合形態(tài)學(xué)觀察對(duì)目的菌株進(jìn)行鑒定,將菌株Y-12鑒定為PseudomonasputidaY-12。在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)菌株Y-12的最適脫氮條件進(jìn)行探究,該菌在以丁二酸鈉為碳源、150r/min、20℃、pH7.0、接入2.0×108CFU菌體的條件下培養(yǎng)48h后該菌對(duì)亞硝酸
3、鹽氮和總氮有最大去除率,分別為100%和81.8%。當(dāng)溫度低至5℃時(shí),菌株Y-12仍能對(duì)亞硝酸鹽氮和總氮有去除效果,亞硝酸鹽氮和總氮去除率分別為33.0%和24.0%。菌株Y-12在酸性環(huán)境pH<7時(shí)幾乎不生長,在堿性環(huán)境pH>8時(shí)仍有較好的脫氮效果,對(duì)亞硝酸鹽氮的去除率在99%以上。菌株Y-12對(duì)低溫環(huán)境和堿性環(huán)境有較好的耐受性,是一株耐冷耐堿的好氧反硝化菌。在15℃時(shí),對(duì)菌株Y-12去除不同種類的濃度單一氮源的脫氮特性和脫氮過程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,菌株Y-12在低溫條件下能高效去除低濃度和高濃度的單一氮源。在低濃度單一氮源實(shí)驗(yàn)中,菌株Y-12對(duì)銨態(tài)氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的
4、去除率分別為100.0%、99.7%和99.9%,對(duì)總氮的去除率分別為46.2%、53.6%和57.7%。在高濃度單一氮源實(shí)驗(yàn)中,培養(yǎng)4d后,銨態(tài)氮的濃度從208.14mg/L顯著降至2.40mg/L,硝酸鹽氮的濃度從204.66mg/L降低至54.03mg/L,亞硝酸鹽氮的濃度從199.00mg/L降至45.49mg/L,菌株Y-12對(duì)銨態(tài)氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的去除率分別為98.8%、73.6%和77.1%,對(duì)總氮的去除率均達(dá)32%以上。該菌的平均硝化速率和反硝化速率為2.14mgNH4+-N/L/h和1.57mgNO3
5、--N/L/h或者1.60mgNO2--N/L/h。中間產(chǎn)物的積累很少,沒有檢測到羥胺態(tài)氮,根據(jù)檢測到的硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮,菌株Y-12的異養(yǎng)硝化過程可能是通過NH4+→（NH2OH→）NO2-→NO3-,好氧反硝化過程可能通過NO3-→NO2-→NO→N2O→N<
6、sub>2。配置不同濃度混合氮源的培養(yǎng)基,在15℃下對(duì)該菌同時(shí)硝化反硝化作用進(jìn)行探究。結(jié)果表明,當(dāng)培養(yǎng)基中的混合氮源為低濃度時(shí),即5mg/L銨態(tài)氮和5mg/L硝酸鹽氮或5mg/L銨態(tài)氮和5mg/L亞硝酸鹽氮。菌株Y-12對(duì)銨態(tài)氮以及硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮均有較高的去除率,對(duì)銨態(tài)氮都能達(dá)到100.0%的去除,對(duì)硝酸鹽氮的或亞硝酸鹽氮的去除率達(dá)到90%以上,對(duì)總氮的去除率均達(dá)50%以上。當(dāng)培養(yǎng)基中的混合氮源濃度增加,即添加100mg/L銨態(tài)氮和100mg/L硝酸鹽氮或100mg/L銨態(tài)氮和100mg/L亞硝酸鹽氮為氮源時(shí),菌株Y-12對(duì)銨態(tài)氮仍有很高的去除效果,去除
7、率分別達(dá)到99.7%以及99.3%,但對(duì)硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮的去除率有所下降,對(duì)硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮的去除率為61.6%或69.5%,對(duì)總氮的去除率分別為31.8%和24.7%。菌株Y-12在不同濃度的混合氮源中均表現(xiàn)出了能夠同時(shí)去除銨態(tài)氮以及硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮的特性,在混合氮源為低濃度時(shí)的去除效果最好,即使混合氮源為高濃度時(shí)對(duì)硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮的去除率較低,Y-12菌株在低溫條件下也能進(jìn)行同時(shí)硝化和反硝
