處理畜禽糞污的微生物絮凝劑產生菌的篩選

摘要：根據對高嶺土懸濁液的絮凝效果，從27個樣品中篩選出37株具有絮凝效果的菌株，其中編號為Z2701、Z1902、x1801和X1806的菌株絮凝活性最好，而X1801、X1806的絮凝率高達97.88％～98.5％。研究還發現ca²⁺有很好的助凝作用。

關鍵詞：絮凝劑產生菌；篩選；絮凝率

中圖分類號：X172 文獻標識碼：A 文章編號：1006－6500(2008)04－0024－03

近年來，微生物絮凝劑因其良好的絮凝效果和低廉的價格而廣泛應用于工業廢水的處理、食品及發酵等領域。微生物絮凝劑是微生物在發酵過程中分泌的高分子聚合物，是高效、無毒的水處理藥劑。絮凝劑產生菌就是分泌絮凝劑的微生物。自然界中存在大量具有絮凝性的微生物，且來源廣泛，國內學者多致力于絮凝劑產生菌的篩選、鑒定及培養等較為基礎的研究，因此，微生物絮凝劑因諸多因素而未大規模生產及應用。

在廣大農村分布的畜禽養殖場，其畜禽糞污的污染給農民的生活和農村環境帶來了很多的危害，嚴重阻礙了社會主義新農村建設的步伐。因此，本研究篩選幾株絮凝活性較高的絮凝劑產生菌，以高嶺土懸濁液為絮凝處理體系研究菌株的絮凝效果，以期把有效的菌株應用到我所自行設計研制的畜禽糞污處理系統中，模擬優化化學絮凝劑與生物絮凝劑最佳配比來處理農村畜禽糞污，為解決新農村生態建設中存在的環境及資源再利用等問題提供更好的技術支持。

1 材料和方法

1.1材料

樣品采自天津、哈爾濱等地，涵蓋了多種可能得到絮凝劑產生菌的土壤及水類型。

篩選培養基：葡萄糖10g，K₂HPO₄5g，Mg-SO·7H₂O 0.2g，脲0.5g，KH₂PO₄ 2g，NaCl 0.1g，酵母膏0.5g，水1L，pH7.5。

發酵培養基：葡萄糖20g，(NH₄)₂SO₄ 2g，KCl0.5g，K₂HPO₄ 0.5g，MgSO₄·7H₂O 0.5g，水1L，pH7.5。

1.2方法

1.2.1初篩方法新鮮樣品采用平板稀釋法涂布于篩選培養基上，于28℃培養3-5d，挑選形態各異的菌落劃線分離純化。將純化后的菌株接種到裝有100mL發酵培養基的三角瓶中，160r／min、28℃搖床培養48h。在小燒杯中分別倒入1，2g／L的高嶺土懸濁液100mL，加入幾滴培養后的發酵液，玻璃棒攪拌1min，在1h內目測能否對兩種濃度的高嶺土懸濁液絮凝，以對各濃度高嶺土懸濁液均有絮凝效果為好。將初篩到的目標菌株轉移到篩選培養基斜面上保存備用。

1.2.2復篩方法將初篩后的目標菌株接種到裝有100mL發酵培養基的三角瓶中，160r／min、28℃搖床培養48h。復篩結合魏飛的方法：在100mL量筒中加入0.4g高嶺土，加80mL蒸餾水，5mL濃度為10mg／g CaCl₂，2mL發酵液，定容至100mL，調節pH值至7.5，攪拌均勻后靜置5min，用721分光光度計在550nm處測定上清液吸光度(D_B)，以不加發酵液的上清液的吸光度為對照(D_A)，測定發酵液的絮凝程度。絮凝率的計算：

絮凝率(％)=[(D_A-D_B)／D_A]×100

1.2.3菌株發酵液絮凝活性分布試驗

(1)取一定量的發酵液在3000r／rain下離心30min，移去上清液。菌體用無菌水洗滌后懸浮在與培養液等體積的無菌水中，得到菌細胞懸液。測定去菌細胞上清液及菌細胞懸液對4g／L高嶺土溶液的絮凝率。

(2)同1.2.2的方法在量筒中加高嶺土及菌株發酵液，靜置15min后吸取上清液液面下2cm處的液體，550nm處測定吸光度，以不加樣品的高嶺土懸液的吸光度為對照計算發酵液的絮凝程度。

1.2.4不同陽離子對發酵液絮凝效果的影響取5mL濃度為1％的不同陽離子溶液分別加到100mL高嶺土絮凝體系中(4g／L)，加入菌體發酵液2mL，調節pH至7.5，測定陽離子對絮凝效果的影響。

2 結果與分析

2.1菌株的篩選

經平板分離純化，分離出細菌127株，真菌47株，共計174株。分別把174株菌株發酵液加入高嶺土懸濁液，肉眼目測初篩，有37株菌絮凝效果較好。這37個菌株大部分都是真菌。對高嶺土懸濁液絮凝試驗表明，目測時兩株真菌Z2701、Z1902的絮凝塊較大，沉降速度快，絮凝率都在90％以上，而兩株細菌X1801、X1806的絮凝率要高于兩株真菌，絮凝率高達97.88％和98.5％。這與尹華等篩選到的菌株絮凝效果相似。分析這些菌株的來源發現絮凝效果較好的菌株均采自菜園土壤中，而污水處理廠、養殖場和屠宰場等地并不一定是獲得絮凝劑產生菌的最佳地點。我們以X1801為主要研究對象。

2.2X1801的絮凝活性分布

X1801發酵液原液的活性最高，菌懸液活性最低，上清液的相對絮凝率占發酵原液的84.61％(表1)，上清液中的絮凝活性物質最多，這同馬放、劉占英等人的研究結果相似，也說明X1801分泌的代謝產物起到了絮凝作用。

2.3不同陽離子對X1801絮凝效果的影響

我們選擇了實驗室現有的6種陽離子加入到高嶺土溶液中，并加入X1801培養液測定陽離子對絮凝效果的影響。結果表明，除K⁺、Na⁺外，其它陽離子均有很好的助凝效果，尤其是Fe³⁺達到了97％(圖1)，與宮小燕的研究結果差距很大。但Fe³⁺、Mn²⁺絮凝后溶液顯黃色，對生態環境產生不良影響，Mn²⁺、zn²⁺作為重金屬元素不能作為助凝劑，因此，除了這幾種離子之外，Ca²⁺助凝效果最好。

3 結論

從27個采樣地點篩選出37株有絮凝效果的絮凝劑產生菌。其中X1801、X1806對高嶺土懸濁液的絮凝效果最好，絮凝率為97.88％和98.5％。X1801絮凝活性物質主要存在于上清液中，Ca²⁺對其有很好的助凝效果。下一步將對X1801鑒定、影響絮凝性能主要因素、絮凝除濁效果和絮凝活性物質的提純等作深入的研究。