硝化菌生物傳感器的初步研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,越來(lái)越多的有毒化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入水體,造成日益嚴(yán)重的水體污染,評(píng)估或預(yù)測(cè)外源性化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響是開(kāi)展環(huán)境保護(hù)活動(dòng)的重要任務(wù)之一。傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)通常采用離線分析方法,操作復(fù)雜,成本高,且不適宜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)和連續(xù)在線分析。硝化菌是專性好氧菌,易受到外界環(huán)境因素的影響,重金屬、農(nóng)藥、有機(jī)污染物等可以通過(guò)抑制硝化作用的酶類而影響這一過(guò)程的進(jìn)行,這一特點(diǎn)常被用作毒性測(cè)試中,因此從環(huán)境中分離出可用于毒性測(cè)試的硝化菌具有重大

2、的意義。
　　 本文對(duì)北京某魚(yú)塘污泥進(jìn)行富集分離篩選,對(duì)所得到菌株進(jìn)行了鑒定,分析了pH、溫度、裝瓶量和接種量對(duì)硝化作用的影響,探討了高效優(yōu)勢(shì)降解菌的復(fù)配、生理生化特征和降解條件；在上述研究的基礎(chǔ)上,制備了高效硝化菌微生物膜,并將其與溶解氧儀結(jié)合制成了硝化菌傳感器,分析了硝化菌傳感器對(duì)不同濃度的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的響應(yīng)程度。主要結(jié)論如下:
　　 1)從北京某魚(yú)塘污泥中篩選分離得到4株高效養(yǎng)型硝化菌F1、F4、Y2、Z1。通過(guò)

3、全細(xì)胞脂肪酸成分鑒定以及生理生化實(shí)驗(yàn),初步確定菌株F1、F4屬于紅球菌屬(Rhodococcus)、Y2屬于假單胞菌屬(Pseudomonas)、Z1屬于微球菌屬(Micrococcus)。
　　 2)菌株F1、F4、Y2、Z1在35℃左右條件下,經(jīng)21d培養(yǎng)達(dá)到較高的硝化速率,而在低溫條件下不適合其生長(zhǎng)和繁殖。由于生長(zhǎng)環(huán)境和馴化環(huán)境的影響,菌株適合在偏堿性的環(huán)境中生長(zhǎng),最適的pH范圍為8～9。4菌株均為好氧菌,隨著培養(yǎng)基中溶解

4、氧的增加,菌株對(duì)NH4+-N的降解能力有顯著的提高。
　　 3)綜合條件正交試驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)合菌最佳NH4+-N降解率的條件為:溫度35℃,pH值8.5,裝瓶量20mL/250mL,投菌量25％,NH4+-N降解率達(dá)到70.02％。影響硝化反應(yīng)效果的因素順序?yàn)?裝瓶量>溫度>pH>接種量。裝瓶量和溫度影響較大,pH和接種量影響相對(duì)不明顯。
　　 4)菌膜固定載體配比優(yōu)化實(shí)驗(yàn)分析表明,在PVA16％,CA0.6％,NaNo

5、32％,CaCl275％時(shí),菌膜的響應(yīng)性能最好,△DO值達(dá)到1.13mg/L。
　　 5)通過(guò)對(duì)不同濃度的HgCl2和苯酚進(jìn)行了硝化菌傳感器響應(yīng)初步研究,結(jié)果表明,硝化菌傳感器對(duì)無(wú)機(jī)毒物HgCl2和有機(jī)毒物苯酚均具有較明顯的響應(yīng)。隨著HgCl2和苯酚溶液濃度的升高,硝化菌的呼吸速率受到的抑制均越來(lái)越強(qiáng),當(dāng)HgCl2溶液達(dá)到0.09mol/L時(shí),硝化菌傳感器的DO值幾乎趨于平線,說(shuō)明硝化菌的呼吸速率幾乎被Hg2+完全抑制；當(dāng)苯酚溶