淺談菌種篩選與生長因子探究

摘 要：生物法脫氮近年來被廣泛使用，其中使用的亞硝酸菌和硝酸菌起重要作用。據(jù)調(diào)查，市面上銷售的菌劑大多為復(fù)合型，含有多種菌種。為處理城市廢水中的氨氮和硝化氮，從復(fù)合菌種中進(jìn)行篩選鑒定，選出降解效果較好的硝酸菌和亞硝酸菌，并對(duì)目的菌種探究其最佳生長因素，以得出一種培養(yǎng)高效菌種的方法。

關(guān)鍵詞：篩菌;亞硝酸菌;硝酸菌;生長因子

1.前言： 高濃度的氮對(duì)廢水中的微生物具有抑制作用，制約了生化處理廢水的效果， 會(huì)影響生化系統(tǒng)對(duì)有機(jī)污染物的降解。如果處理后的出水中氨氮、總氮含量超標(biāo)，未經(jīng)允許排放至河流中可能產(chǎn)生水體富營養(yǎng)化，帶來巨大危害，因此去除氨氮具有重要意義。近年來，生物法脫氮逐漸被使用，不僅可有效去除多種含氮化合物，而且產(chǎn)生的二次污染小、綠色經(jīng)濟(jì)。生物法的去除機(jī)理包括硝化和反硝化兩個(gè)過程。其中硝化過程包括兩個(gè)步驟：在亞硝酸菌參與下，氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽; 在硝酸菌參與下，亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。本試驗(yàn)以模擬廢水中氨氮和亞硝化氮的去除效率為菌株篩選的指標(biāo)，從市面上銷售的某種菌劑中，篩選出處理效果較好的硝化菌和亞硝化菌。并對(duì)篩選出的菌種進(jìn)行富集培養(yǎng)，通過改變溫度、時(shí)間、pH，探究最佳生長條件，以得出一種培養(yǎng)高效菌種的方法。

2材料和方法

2.1菌劑來源樣品

選擇市面上銷售的某種硝化菌劑（含亞硝化單胞菌、硝化桿菌），適宜生長條件：pH 7～8。

2.2實(shí)驗(yàn)材料

3.試驗(yàn)方法

3.1菌株的富集培養(yǎng)

取菌劑樣品5克，放于250ml錐形瓶，其中含100ml無菌水，放于150 r/min， 30℃的搖床上振蕩培養(yǎng)30min。在無菌條件下，取上清液10ml，接種于100mL的液體培養(yǎng)基（亞硝化、硝化培養(yǎng)基），在30℃恒溫培養(yǎng)箱中連續(xù)培養(yǎng)3～5d。

3.2菌株的分離純化

配制硝化和亞硝化培養(yǎng)基，取滅菌后的培養(yǎng)基，待冷卻至55℃，取上清液10ml，注入培養(yǎng)皿，冷卻至室溫，完成倒平板。吸取富集培養(yǎng)液10ml，涂布于亞硝化和硝化平板，放置在30℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)3～7天。待菌落長成后，選取生長快、菌落大、數(shù)量多的菌進(jìn)行純化。運(yùn)用平板劃線法純化培養(yǎng)，劃線完成后倒置于30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，待培養(yǎng)基表面長出明顯菌落時(shí)，重復(fù)平板劃線，進(jìn)行3～5次后，得到形態(tài)較為相同的單一菌落。

3.3目的菌種的富集

選用接種環(huán)，用酒精燈消毒后，冷卻至室溫，再挑取特征明顯的單一菌落，接種至富集培養(yǎng)基，置于200 r/min、30℃搖床中培養(yǎng)3～5d。培養(yǎng)一定時(shí)間后，取10 mL上清液，轉(zhuǎn)接至新的富集培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)，至少重復(fù)培養(yǎng)3代，以獲得較為單一的菌落。

3.4菌株降解效果鑒定

在配制模擬廢水時(shí)，調(diào)整初始氨氮濃度、亞硝態(tài)氮濃度在10mg/L左右。移取5mL培養(yǎng)液（含亞硝酸菌），投加至1L模擬廢水中（含NH4Cl）;移取5mL培養(yǎng)液（含硝酸菌），投加至1L模擬廢水中（含NaNO2）。同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組：只含有5ml模擬廢水。將所有測(cè)驗(yàn)樣品置于30℃恒溫?fù)u床中，每24h取樣，測(cè)定水中的NH4 +-N、NO3 –N、NO2-N、TN含量（水樣需要稀釋5～10倍后再進(jìn)行測(cè)定），記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。計(jì)算目的菌種的降解率，運(yùn)用Oringin、Excel繪制降解率圖表，比較得出降解效果較好的亞硝化菌和硝化菌。本試驗(yàn)所使用的水質(zhì)分析方法均參考《水與廢水監(jiān)測(cè)方法》（第四版）。

3.5最適培養(yǎng)溫度的確定

將含有一定量目的菌種的培養(yǎng)液，分別放入20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的恒溫?fù)u床，以150r/min培養(yǎng)3～5天。待培養(yǎng)液渾濁后，進(jìn)行降解效果實(shí)驗(yàn)，測(cè)定不同溫度下目的菌種對(duì)氨氮、亞硝化氮的去除率。繪制降解率曲線，找出存在最適溫度的范圍。在此范圍內(nèi)，縮小溫度間隔，進(jìn)行測(cè)定，找出較為準(zhǔn)確的最適溫度。

3.6最適培養(yǎng)時(shí)間的確定

以一定接種量，將篩選出的硝化菌和亞硝化菌接種到富集培養(yǎng)基中，置于30℃、150r/min搖床中，每隔12h取一次樣，測(cè)定其降解氨氮和亞硝化氮的能力，計(jì)算降解率，直至廢水中相關(guān)指標(biāo)不發(fā)生明顯變化時(shí)，停止取樣，確定最適培養(yǎng)時(shí)間。

3.7最適pH的確定

配制液體培養(yǎng)基，設(shè)置酸堿度分別為：5.5、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0，其他條件不改變，放入高壓滅菌鍋于121℃下滅菌。冷卻至室溫后，放于30℃、150r/min搖床中培養(yǎng)48h。按照測(cè)定降解率的方法，測(cè)定不同pH條件下的降解率，確定最佳pH范圍。

4.結(jié)語

近年來，發(fā)展良好的生物法脫氮逐漸被運(yùn)用，去除效果好、污染小、綠色經(jīng)濟(jì)。生物法脫氮效果很大程度上取決于菌種的降解氨氮、硝化氮效果。通過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用此種方法能夠較快得到降解效果好的硝酸菌和亞硝酸菌，而且操作起來簡便、費(fèi)用不高，具有一定的可實(shí)施性。同時(shí)在篩選出菌種后，設(shè)置不同變量探究最佳生長因子，將有助于培養(yǎng)去除效果更好的菌種，節(jié)省實(shí)際投入運(yùn)用的人力物力，具有發(fā)展和應(yīng)用潛能。

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作者簡介：

李娜（1998.12—），女，漢族，重慶市，本科在讀，鄭州大學(xué)，環(huán)境工程