苯酚降解菌株的篩選及菌株特性研究

許寧，馬勤清

（天津長蘆海晶集團有限公司，天津300450）

本文從焦化廠采集活性污泥，進行了含酚廢水高效降解菌的分離篩選工作，并對苯酚降解菌株特性進行了研究，為進一步實現含酚廢水的生化法無害化處理提供菌種資源。

1 材料與方法

1.1 活性污泥

活性污泥取自江蘇某焦化廠廢水處理系統曝氣池。

1.2 主要培養基

1.2.1 苯酚選擇培養基

苯酚母液經過濾滅菌后，按需用量加入到滅菌好的無機鹽培養基中，配制所需濃度的苯酚選擇培養基。加入瓊脂即為固體選擇培養基。

1.2.2 降解培養基

與苯酚選擇培養基成分相同，苯酚濃度為500mg/L。

1.3 菌株的分離純化

取樣活性污泥1g 接種到含苯酚200mg/L 的液體選擇培養基中，在30℃恒溫振蕩搖床上120r/min馴化培養5d 后，依次轉接入含酚500mg/L、1000mg/L、1500mg/L 的液體選擇培養基中，各馴化培養5d。液體選擇培養基馴化結束后，在固體選擇培養基平板上進行劃線分離，得到單菌落。挑取不同的單菌落，在固體選擇培養基中經過多次轉接培養，依據其生長情況進行篩選，保留生長速度快，菌落直徑大的菌株作為實驗菌株。對實驗菌株進行反復劃線分離，得到純化菌株。

1.4 菌種的復篩

將純化后的實驗菌株接種到液體降解培養基中，在120r/min、30℃下恒溫培養，通過定期測定殘留苯酚濃度，比較實驗菌株的降解性能，選取生長狀況好、苯酚降解性能好的菌株作為目的菌株。

2 結果與分析

2.1 菌種分離結果

本實驗采用從焦化廠的曝氣池活性污泥中馴化、分離獲得的3 株優勢菌株，分別命名為XL1、XL2、XL3，特征見表1。

2.2 菌種復篩結果

對初步篩選出來的3 株細菌進行了初步的降解試驗研究，其在降解培養基中的生長情況，及苯酚去除情況結果圖1，2 所示。

圖1 菌株在降解培養基中的生長情況

圖2 菌株對培養基中苯酚的去除情況

圖1 是3 株菌在降解培養基中生長過程中菌體數量的變化曲線。從曲線中可以看出菌株XL1生長狀況最好，也就是說XL1 菌株更適應在含苯酚的環境中生長繁殖。

圖2 表示的是3 株菌對苯酚去除能力。從曲線中可以看出，3 個菌株對苯酚均有降解利用的能力，但它們之間存在著一定的差異，經過90h 的培養，菌株XL1 苯酚去除率為91.7%，相比較而言菌株XL2 和XL3 對苯酚的降解效果較差。通過復篩，最終選取了在含酚培養基中長勢最好、苯酚去除率最高的菌株XL1 作為目的菌株，并對其生理生化特性進行進一步研究。

表1 菌株特征

2.3 菌株XL1 生理生化特性

2.3.1 菌株XL1 的生長曲線

圖3 是XL1 菌在LB 培養基中的生長曲線。從曲線中可以明顯看出菌株生長的四個階段[1]，約前4h 為延遲期；4～20h 為對數生長期；約20h 后，菌數增長緩慢，基本維持在一定水平，進入穩定期（靜止期）；穩定期持續若干時間以后，菌體數量開始下降，進入衰亡期。

圖3 菌株XL1 的生長曲線

2.3.2 菌株XL1 最適生長pH

LB 培養基調整為不同的初始pH 值，菌株XL1 在其中培養28h 后，分別測定菌體數量。測定結果見圖4。

由圖4 可以看出，菌XL1 在pH5～9 的范圍內均可以生長。pH 值為中性微酸時，菌體濃度較高，即菌的生長繁殖清況良好，其中pH 值為7.0 時，菌體濃度最高，因此，7.0 是菌XL1 的最適生長pH 值。在中性微酸的范圍之外，隨著pH 值的增大或減小，菌體濃度均有所降低，說明堿性或酸性環境對菌的生長是不適宜的。由此得出結論，菌株XL1 適宜在中性微酸環境中生長繁殖，并且pH值7.0 是最適生長pH 值。

圖4 pH 對菌株XL1 生長的影響

2.3.3 菌株XL1 最適生長溫度

不同的培養溫度下，菌株XL1 在pH 為7.0 的LB培養基中培養28h 后菌體濃度的測定結果見圖5。

由圖5 中可以看出，菌株XL1 在培養溫度25～30℃范圍內均生長良好，其中，30℃時培養液中菌的數量達到最高，說明30℃是菌株XL1 的最適生長溫度。

2.3.4 其他主要生理生化特性

接觸酶實驗、甲基紅實驗、菌株需氧性實驗等的結果如表2 所示。

圖5 培養溫度對菌株XL1 生長的影響

表2 菌株主要生理生化特性

3 結論

本文從焦化廠曝氣池活性污泥中篩選得到3株細菌，分別命名為XL1、XL2 和XL3。這三個菌株在含有苯酚的培養基中都可以良好生長，且均有一定的苯酚降解能力。其中菌株XL1 對苯酚降解能力最強，經過90h 的培養，苯酚去除率為91.7%。菌株XL1 是一種好氧型的革蘭氏陰性桿菌，在LB 培養基中，菌株XL1 適宜的生長溫度范圍為25～30℃，適宜初始pH 值為中性微酸。