耐鹽異養硝化-好氧反硝化菌Bacillus megatherium N07的分離及脫氮特性

高宇軒 靳靜晨 徐利杉 高雅娟 張聞天 李晨晨 張國偉 靳永勝，3

（1.北京農學院生物與資源環境學院，北京 102206；2.北京環氧環保科技發展有限公司，北京 100000；3.農業農村部華北都市農業重點實驗室，北京 102206）

化工生產、石油采集和沿海地區水產養殖等各行業所排放的總含鹽量大于1%的廢水為高鹽廢水［1］，廢水中的氮素嚴重威脅水生生態系統的平衡和穩定。高鹽廢水中的無機氮主要包括氨氮、硝態氮和亞硝態氮［2］。氨氮易導致地表水富營養化；硝態氮可還原為亞硝酸鹽后可導致高鐵血紅蛋白的形成，阻礙氧氣正常運輸，已被證明危害人體健康［3］。生物處理因二次污染少、處理效率高而被廣泛應用于污水脫氮。傳統的生物脫氮工藝至少包括好氧硝化與厭氧反硝化兩個獨立的步驟，但因抗高氨氮沖擊負荷能力弱、基建成本高等問題增加運行的復雜性［4］。此外，鹽分過高的含氮廢水易導致細胞內外滲透壓失衡，酶活性降低而使微生物喪失代謝功能，增加了廢水處理的難度。

近年來，如糞產堿桿菌 Alcaligenes faecalis［5］、芽孢桿菌 Bacillus［6］、不動桿菌 Acinetobacter sp.［4］等異養硝化-好氧反硝化菌株能夠在好氧條件下同時完成硝化和反硝化過程，將氨氮、硝態氮和亞硝態氮轉變成氣態氮，能夠簡化處理工藝的同時因其繁殖速度快、抗逆性強等優良脫氮性能而受到廣泛關注。已有報道部分異養硝化-好氧反硝化菌為輕度耐鹽菌，在3%-5%低鹽度條件下維持正常代謝活動，如趙坤等［6］從養殖廢水中分離獲得 Bacillus subtilis H1，氯化鈉濃度30 g/L 時是其最佳生長和脫氮條件，且氨氮去除率達到 87.2%；Yu等［7］從腌制廢水中篩選的蠟樣芽孢桿菌Bacillus cereus X7，在4%鹽度下最高去除52.1%的總氮。本實驗從河北農藥化工污水中篩選到一株巨大芽孢桿菌Bacillus megatherium N07，研究該菌在不同鹽度（1%、4%、8%）、不同溶氧條件（有氧、微厭氧）下的脫氮特性；探究單因素環境因子對菌株氮素去除率的影響，以期為高鹽廢水的生物脫氮奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌種樣品 含菌樣品取自河北某農藥化工廠中的鈉鹽廢水。水質情況：COD濃度107 200 mg/L、氨氮378 mg/L、pH值5.87、總鹽度14.18%。

1.1.2 培養基 富集培養基（g/L）：蛋白胨5，酵母提取物5，氯化鈉10。

BTB（溴百里酚藍）培養基（g/L）：硝酸鉀1，天冬酰胺1，檸檬酸三鈉1，七水合硫酸鎂1，氯化鈣0.2，氯化鐵0.05，1%溴百里酚藍溶液5 mL，pH 7.0。

硝化培養基（g/L）：硫酸銨0.71，蔗糖3.78，磷酸二氫鉀 3，磷酸氫二鉀8，七水合硫酸鎂 0.05，微量元素溶液2 mL/L。

反硝化培養基1（g/L）：硝酸鈉0.91，蔗糖3.78，磷酸二氫鉀 3，磷酸氫二鉀8，七水合硫酸鎂 0.05，微量元素溶液2 mL/L。

反硝化培養基2（g/L）：亞硝酸鈉0.72，蔗糖3.78，磷酸二氫鉀 3，磷酸氫二鉀8，七水合硫酸鎂0.05，微量元素溶液2 mL/L。

微量元素溶液（g/L）：EDTA 35，FeSO4·7H2O 5，H3BO40.014，MnCl2·4H2O 0.99，CuSO4·5H2O 0.25，ZnSO4·7H2O 0.43，無水 CaCl20.19，NaMoO4·2H2O 0.22，CoCl2·6H2O 0.24。

1.2 方法

1.2.1 菌株篩選 富集：取化工污水樣品按5%（V/V）比例加入100 mL富集培養基中，28℃，120 r/min恒溫培養。每隔72 h轉接至新的富集培養基中，連續富集3次。

初篩：將分離純化后得到的菌株，劃線于溴百里酚藍（BTB）培養基中28℃恒溫培養，于24 h、36 h觀察培養基顏色變化篩選反硝化型菌株；再將以上菌株在反硝化培養基2中培養，于0 h、18 h后取樣檢測，采用格里斯試劑法進一步驗證具有反硝化能力的菌株。

復篩：將上述篩選到的具備反硝化能力的菌株接種于硝化培養基中，28℃，120 r/min恒溫培養12 h測定氨氮以及總氮降解率，將降解效果最佳的菌株選定為本實驗目標菌株。

1.2.2 菌株鑒定 形態學鑒定：純化目標菌株并劃線于LB固體培養基中，28℃恒溫培養2 d，觀察菌落生長形態；挑取固體菌落，采用革蘭氏染色法鏡檢觀察菌體形態特征；取培養24 h的新鮮菌液，分別經過2.5%戊二醛、乙醇、叔丁醇前處理，冷凍干燥4 h。噴金后用掃描電鏡觀察菌體大小與形態特征。

分子生物學鑒定：取培養48 h的菌液，稀釋后對其16S rRNA進行菌液PCR 擴增。PCR反應體系共 25 μL：模板 DNA 2.5 μL ；引物27F 0.5 μL；引物1492R 0.5μL ；Taq酶 Mix 10 μL ；超純水 11.5 μL。反應條件：預變性解旋95℃ 5 min；變性過程94℃ 1 min；退火過程55℃ 1 min；延伸過程72℃ 1 min；重復第二步30個循環；最終延伸72℃10 min。PCR產物用1%的瓊脂糖凝膠電脈檢測，電泳儀180 V，25 min。PCR擴增產物由生工生物工程（上海）股份有限公司進行序列測定。將測序結果的序列在NCBI 官網上進行 Blast比對分析，采用MEGA7.0鄰接法構建系統發育樹，完成菌株同源性分析。

1.2.3 耐鹽脫氮能力研究 硝化培養基中以添加1%、4%、8%（m/V）的氯化鈉作為不同梯度鹽度。取新鮮菌液按2%（V/V）比例分別接種于硝化培養基1和反硝化培養基2中，于28℃，120 r/min恒溫培養，每隔24 h取樣測定OD600值以及氮去除率。

1.2.4 好氧反硝化特性探究 取對數生長期菌液，按2%（V/V）比例分別接種于反硝化培養基1和反硝化培養基2中。設定28℃，120 r/min搖瓶培養作為好氧培養實驗組；在28℃，靜置培養下作為微厭氧實驗組。每隔2 h取樣測定OD600值、硝態氮以及亞硝態氮含量，探究不同溶氧對菌株反硝化能力的影響。

1.2.5 環境因子對異養硝化性能探索 取對數生長期的菌液，以2%（V/V）比例接種于硝化培養基中，設定不同碳源、C/N、pH、轉速和溫度為單因素變量，培養至12 h取樣檢測OD600、氨氮和總氮濃度，研究環境因子對菌株生長情況和脫氮性能的影響。其中碳源：選取檸檬酸三鈉、葡萄糖、蔗糖、丙酮酸鈉和琥珀酸鈉；C/N分別為5、10、15、20、25；設定培養基的初始pH分別為5、6、7、8、9；不同轉速設定為100、120、140、160和180 r/min；溫度調節為8、18、28、38℃。

1.2.6 分析方法 以上試驗均設置3組平行。氨氮測定方法：納氏試劑分光光度法［8］；總氮測定方法：過硫酸鉀雙波長分光光度法［9］；亞硝態氮測定方法：N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法［9］；硝態氮測定方法：雙波長紫外分光光度法［9］。OD600為菌液在波長為600 nm時的吸光值。并計算降解率：

降解率（%） =（CK平均值-樣品平均值）/CK平均值×100%

采用 Excel2010軟件對實驗數據進行繪圖，SPSS 23.0軟件進行統計學分析。

2 結果

2.1 菌株篩選

初篩：經過連續富集后，共分離純化出7株形態不同的菌株，編號為N01-N07。將7株菌于BTB培養基中恒溫培養，觀察培養基的變色情況。微生物在反硝化過程的每一步都需要氫離子的參與，因此pH值由中性向堿性偏移，溴百里酚藍作為酸堿指示劑在酸性、中性和堿性環境下分別呈現黃色、綠色和藍色。結果表明菌株N01、N04、N07培養基在24 h局部產堿變藍，于 36 h觀察到固體平板完全由綠變藍，初步推測這3株為反硝化功能菌株。

以亞硝態氮為氮源，將菌株N01-N07單獨搖瓶培養，定期取樣后采用格里斯試劑法，以試劑顏色變化探究菌株對于亞硝態氮的降解效果。18 h時菌株N01、N04、N07使試劑顏色變為無色，說明這3株菌降解亞硝態氮效果顯著。

復篩：將上述3株具有反硝化能力的菌株單獨搖瓶培養，測定其硝化性能。結果如表1，由檢測結果可知，培養至12 h菌株N07總氮、氨氮去除率分別達到63.84%和70.95%，降解效果最佳，故選為本試驗目標菌株。

表1 三株反硝化菌脫氮性能比較Table 1 Comparison of nitrogen removal performance of three denitrification strains

2.2 菌株鑒定

2.2.1 形態學觀察 菌株 N07 的形態學觀察如圖1。在固體培養基上形成乳白色、邊緣整齊且表面光滑的菌落；經革蘭氏染色鑒定為革蘭氏陽性菌（G+）；SEM掃描電鏡結果表明菌體呈直桿狀，大小為5 μm×（10-15）μm。

圖1 菌株N07的形態學鑒定Fig.1 Morphological identification of strain N07

2.2.2 分子生物學鑒定 PCR擴增菌株N07的16Sr-RNA片段。將該序列通過NCBI的 Blast比對分析，采用MEGA7.0鄰接法構建系統發育樹。圖2結果表明菌株N07的16S rRNA片段和Bacillus megatherium基因序列相似性達99.8%以上，與Bacillus megatheriumCS55基因片段的親緣性最高，確定N07為巨大芽孢桿菌。

圖2 菌株N07的系統發育樹Fig.2 Phylogenetic tree of strain N07

2.3 耐鹽脫氮能力

為了解菌株N07在高鹽環境下的生長特性，設定培養基鹽度為1%、4%、8%（W/V），測定菌株在1-4 d培養期內的OD600。圖3-A為菌株在氨氮培養基中的生長情況，結果顯示在不同鹽濃度下N07菌株的OD600總體處于上升趨勢，最高值達到2.055；而在圖3-B中可知，以亞硝態氮為氮源的培養基中N07的OD600隨培養時間延長略有下降，在鹽度為4%條件下OD600從1.198降至0.838，可能是由于發酵后期培養基中營養成分匱乏，菌體無法維持正?；钚运隆＿m量鹽度有益于維持微生物體內與環境中滲透壓一致，穩定胞內相關酶活性，而過量鹽度則破壞細胞質成分，活性衰退［10］?？傮w來看，菌株N07在鹽度為4%時菌株生長旺盛；當鹽度增加至8%時，菌體生長緩慢，1 d時無繁殖跡象；培養后期2-4 d生長速度加快，最高OD600值上升至2.014。

圖3 不同鹽度下菌株N07的生長情況Fig.3 Growth of strain N07 under different salinities

為探究菌株N07在高鹽環境下的脫氮能力，在培養基鹽度分別為1%、4%、8%（m/V）時測定菌株在1-4 d培養期內的氨氮以及亞硝態氮降解率。圖4結果顯示，1%和4%組的氮去除率在培養初期迅速上升，在培養至2 d氨氮和亞硝態氮去除率分別為70.01%和89.39%。鹽度4%時的氮去除率在2 d后達到平臺期，降解率無明顯波動。培養至4 d，氨氮降解率達到73.61%。在8%鹽度環境下菌株脫氮能力前期稍弱，菌株生長受到抑制。在1-2 d含鹽量≤4%時，氨氮轉化率不足50%。但隨著培養時間延長至3 d和4 d，氨氮及亞硝態氮降解率呈上升趨勢，最終分別達到73.61%和83.56%。

圖4 不同鹽度下菌株N07的脫氮效果Fig.4 Nitrogen removal effect of strain N07 at different salinities

2.4 好氧反硝化特性

為探究溶氧條件對菌株N07反硝化作用的影響，以硝態氮作為唯一氮源，初始氮濃度為150 mg/L，菌株N07的生長以及反硝化脫氮情況如圖5。圖5-A結果表明，好氧條件下菌株在4 h內進入對數生長期，0-6 h菌體迅速生長，OD600從0.676升至1.091；而微厭氧條件最高OD600僅為0.375，菌體未大量增殖。亞硝態氮積累量主要由硝態氮的轉化速率和亞硝態氮的消耗速率決定。好氧組在4-6 h硝態氮濃度顯著下降，去除速率最高達到35.25 mg/（L· h），隨著硝態氮的減少亞硝態氮濃度升高，最大積累量為31.25 mg/L，這一現象表明亞硝酸鹽取代硝酸鹽作為電子受體。好氧條件下6 h后菌體生長進入平穩期，硝態氮與亞硝態氮濃度同時下降，其中硝態氮最高去除率達到94.94%，相應的反硝化速率為14.24 mg/（L· h）。而從圖5-B可知微厭氧組在整個反應過程中，硝態氮濃度始終高于120 mg/L，亞硝態氮迅速積累，直到培養結束仍保持在75.34 mg/L，氮素并未得到降解。結果表明：硝態氮為唯一氮源時，菌株在氧氣充足條件下生長狀況較好，能將部分硝態氮轉化為亞硝態氮，同步去除硝態氮與亞硝態氮效果顯著。

圖5 不同溶氧條件下菌株N07降解硝態氮的性能Fig.5 Degradation performance of strain N07 under different DO

以亞硝態氮作為唯一氮源，初始氮濃度為75 mg/L，菌株N07的生長以及脫氮情況如圖6。如圖6-A可知，在好氧條件下，前4 h菌體生長處于遲緩期，這種現象可能是由于菌株需要一定時間適應有毒環境。4-8 h隨著菌體大量增殖，亞硝態氮濃度從115.67 mg/L降至62.63 mg/L，降解速率為13.26 mg/L，并在10 h內亞硝態氮去除率達到100%。由于亞硝態氮發生氧化，不同溶氧條件的硝態氮濃度分別增加到22.01 mg/L 和30.79 mg/L，均存在部分由亞硝態氮向硝態氮轉化現象。然而圖6-B中，在微厭氧條件下OD600最高值僅為0.342，亞硝態氮濃度始終保持在110 mg/L以上，未有效降解?？赡苡捎诰晟L受到抑制，導致反硝化性能無法發揮到最佳狀態。

圖6 不同溶氧條件下菌株N07降解亞硝態氮的性能Fig.6 Degradation of nitrite nitrogen by strain N07 under different DO

2.5 單因素環境因子對脫氮性能的影響

2.5.1 碳源 有機碳源的類型會影響細菌的生長和代謝速度。分別以檸檬酸鈉（SC）、葡萄糖（GLU）、蔗糖（SUC）、丙酮酸鈉（SP）和丁二酸鈉（SS）作為唯一碳源，研究碳源種類對菌株N07脫氮性能的影響。圖7結果表明，菌株N07可以利用多種有機碳源，在以檸檬酸鈉、葡萄糖、蔗糖和丙酮酸鈉為唯一碳源時均有較好長勢，最高OD600值達到1.86。但以丁二酸鈉作為碳源時，菌體生長以及硝化功能明顯受阻，氨氮去除率僅為15.59%。其中以蔗糖作為唯一碳源時菌株具有最高的氮去除能力，總氮和氨氮降解效率分別達到90.11%和91.78%。

圖7 碳源對菌株N07脫氮能力的影響Fig.7 Effect of carbon source on the nitrification capacity of strain N07

2.5.2 碳氮比（C/N） 在振蕩培養中通過改變蔗糖添加量，研究了不同C/N對菌株N07細胞生長和脫氮性能的影響。如圖8所示，經過12 h培養，菌體密度隨碳源濃度增加而上升，C/N為20時生長狀況最好，OD600為1.77。高C/N會加速細胞的合成和氮素降解，當C/N從5增加至25，氨氮去除率從82.98%提高到100%，而總氮的去除率最高為65.26%，可能由于培養時間過短，亞硝態氮未能完全還原。然而C/N為5時總氮去除速率僅為5.69 mg/（L· h），可能由于碳源不足使細胞處于貧營養狀態，硝化反應受到抑制。

圖8 碳氮比對菌株N07脫氮能力的影響Fig.8 Effects of C/N ratio on the denitrification capacity of strain N07

2.5.3 pH 設置培養基初始pH值為5、6、7、8、9，恒溫培養12 h后如圖9所示，菌株在pH=7時總氮和氨氮去除率最高，分別達到81.97%和100%。但在pH=5的酸性環境中，觀察到N07的生長和脫氮能力明顯受阻遏，OD600僅為0.725，總氮去除率不足20%，極端的酸性條件抑制細菌的代謝并損壞細胞，導致菌株喪失脫氮能力。在初始pH值為7-9的中性和弱堿性條件下，氨氮去除率始終穩定在峰值90%-100%，表示菌株N07能夠在相對較寬的pH范圍內生長良好并具有高效的硝化性能。

圖9 初始pH值對菌株N07脫氮能力的影響Fig.9 Effect of initial pH value on the denitrification capacity of strain N07

2.5.4 轉速 溶解氧是異養硝化過程中的關鍵參數之一，本研究通過調節搖床轉速為100、120、140、160和180 r/min來控制培養基中的溶解氧。從圖10可以看出，當轉速從100 r/min升高至160 r/min，總氮和氨氮去除率隨之增加，最高降解速率分別為7.97 mg/（L· h）和 6.67 mg/（L· h）。較高的溶氧量促進了菌株N07的生長，在轉速達到180 r/min時的OD600攀升至2.1，但相應氨氮和總氮去除率略有下降，僅為56.8%和47.51%，表明過高的溶氧量也會抑制菌株的脫氮性能。

圖10 轉速對菌株N07脫氮能力的影響Fig.10 Effect of rotation speed on the denitrification capacity of strain N07

2.5.5 溫度 大多數好氧反硝化菌對環境溫度較為敏感。研究了菌株N07在8、18、28和38℃時的生長狀況和氮去除率。由圖11觀察到，外界溫度從8℃升高至28℃，菌體生長和代謝速度加快，總氮去除率從0.44%增加到62.91%。在溫度為28℃時菌體密度和脫氮性能最高，總氮和氨氮去除速率為6.72 mg/（L· h）和 7.86 mg/（L· h），OD600為 1.733。然而菌株在8℃低溫時生長緩慢，當溫度上升至38℃時，總氮去除率也明顯下降至14.97%，表明N07菌株不能適應極端低溫和高溫環境。

圖11 溫度對菌株N07脫氮能力的影響Fig.11 Effect of temperature on the denitrification capacity of strain N07

3 討論

在處理高鹽（鹽度＞1%）含氮廢水過程中，常見微生物不能抵抗較高鹽度的沖擊，導致這類廢水生物脫氮效率低下［11］。近年來已發現能進行異養硝化好氧反硝化功能的嗜鹽菌屬有鹽單胞菌Halomonas sp.［12］，但耐受鹽度＞5%的脫氮菌株鮮有報道。因此，篩選嗜鹽菌有望解決含鹽廢水難脫氮的問題。本研究從河北農藥化工污水中篩選到一株異養硝化-好氧反硝化型細菌，結合形態學與16S rRNA序列比對鑒定為Bacillus megatherium，命名為N07。

不同種屬微生物的耐鹽程度差異較大，依據最高耐受鹽度分類，能在3%-5%鹽度下生存的細菌稱之為耐鹽菌；耐受鹽度5%-15%為中度嗜鹽菌；大于15%為極端嗜鹽菌［1］。較高鹽分引發胞外滲透壓偏高，而絕大部分耐鹽菌株能在高滲透壓脅迫下分泌滲透壓補償溶質，如甜菜堿（betaine）、四氫嘧啶（ectoine）、海藻糖（trehalose）等來增強細胞的抗逆協助作用，從而抵御外界極端環境對細胞活性的影響［10］。菌株N07能夠在8%鹽度下正常生長，維持生命代謝活動并高效脫氮，屬于中度嗜鹽菌，推測其為滲透壓補償溶質分泌型菌株。目前已報道的H.campisalis.sp.nov［13］能在8.8%的鹽度下生長，但僅在厭氧條件下去除硝態氮；而袁建華等［1］從生活污水中篩到甲養芽孢桿菌 Bacillus methylotrophicus L7 最高耐鹽度僅為 3.5%。綜合比較，本試驗菌株Bacillus megatherium N07在高鹽分環境中具備更強的抗脅迫性和脫氮能力，這一特點為處理高鹽廢水奠定基礎。

研究了不同溶氧條件下菌株的反硝化性能差異。該菌在好氧條件下硝態氮最高反硝化速率為14.24 mg/（L·h），顯著高于黏質沙雷氏菌［14］CL1502（4.6 mg/（L·h））和門多辛假單胞菌 TJPU04［3］（4.69 mg/（L· h））。氮轉化和細菌同化作用是脫氮過程中去除亞硝態氮的主要途徑，亞硝酸鹽的存在對細胞具有毒性［15］。菌株 N07 相比于假單胞菌 yy7［16］（去除速率為0.76 mg/（L· h））和甲基營養型芽孢桿菌L7［11］（去除速率為 0.24 mg/（L·h）），具有更強的反硝化能力且能夠同步硝化反硝化。陳均利等［17］研究表明，大多數異養硝化-好氧反硝化菌在好氧條件下會積累亞硝態氮，而厭氧條件會抑制亞硝態氮的積累，然而菌株N07脫氮趨勢與之相反。反硝化菌主要通過表達周質硝酸還原酶Nap和膜結合硝酸還原酶Nar來催化硝酸鹽的轉化，并在有氧條件優先表達Nap，厭氧條件會優先表達Nar［18］，它們對氧分子的敏感程度不同。根據結果推測菌株N07的反硝化過程主要由周質硝酸還原酶Nap介導。

單因素環境因子對菌株硝化性能結果表明：（1）Bacillus megatheriumN07菌株的最適碳源為蔗糖，該結果與多數具有脫氮性能的細菌不同［19］，大多好氧反硝化菌更偏好以丙酮酸鈉、檸檬酸鈉、琥珀酸鈉等有機酸作為其最適碳源，而菌株在以琥珀酸鈉為碳源時氨氮去除率僅為15.59%，可能由于在菌株N07的異養硝化過程中，大分子多糖的氧化還原電位相比于有機酸具有更大優勢［20］，與菌株N07同屬的Bacillus subtilisZF2-3［21］也觀察到類似情況。（2）菌株N07最佳 C/N為25，在低C/N下氮去除效率低，可能是碳源的匱乏使微生物硝化過程的電子供體供應不足所致。在反硝化菌如Vibrio diabolicus SF16［11］、Diutina rugosa DW-1［22］等也觀察到類似情況，貧營養條件導致使細胞在內源周期發生裂解。結果進一步證實，有效的異養硝化過程可能與高有機負荷條件密切相關［23］。（3）在pH探究實驗中，與Ren等［24］、Guo等［11］報道的硝化細菌相似，菌株N07更傾向于中性或弱堿性的脫氮條件。這可能是因為在堿性介質中，由于氨氮的氧化作用釋放氫離子生成NH3，pH值趨于中性，更有利于氨單加氧酶催化反應［25］；菌株N07不能適應酸性環境，可能由于在強酸條件下細胞損壞導致菌株喪失脫氮能力［26］。（4）不同轉速對菌株的生長和氮去除率影響不顯著（P＞0.05）。菌體密度隨轉速提高而增加，但當轉速增加至180 r/min時的氮去除率反而下降，可能歸因于溶氧過高抑制了菌株N07關鍵硝化酶基因的表達，從而降低了氮去除效率［19］。Qin等［27］篩選的Paracoccus denitrificans的最大耐受氧濃度為2.20 mg/L；Ren等［24］分離的 Marino bacter，在轉速為150 r/min（溶氧6.08 mg/L）時可去除100%的總氮。結果證明，不同種屬微生物的溶氧水平有較大差異，通過調控溶氧量能有效提高脫氮性能。（5）在溫度為28℃時菌株N07具有最佳硝化性能，然而隨環境溫度降低，菌株生長與脫氮功能受到削弱。該現象在馮葉［28］發現的Pseudomonas mandelli也被檢測到，其在 10℃下生長時，負責同步硝化-反硝化的基因會延遲表達。向書迪等［13］在研究表明，溫度過低或過高會阻遏細菌的代謝和蛋白質合成途徑，導致硝化過程關鍵酶活性減弱。在低溫條件，菌株N07可能是冷休克蛋白酶和抗氧化酶分泌不足［28］，機體受到損傷致使脫氮效率低下。

4 結論

從河北化工污水分離到一株異養硝化-好氧反硝化菌株N07，根據16S rRNA序列比對結果，鑒定為Bacillus megatherium，革蘭氏 G+，掃描電鏡菌體呈直桿狀，大小為5 μm×（10-15）μm。Bacillus megatheriumN07在8%鹽度下繁殖生長并高效脫氮，最高氨氮及亞硝態氮降解率分別達到73.61%和83.56%。該菌在好氧條件下可同步去除硝態氮與亞硝態氮，最高去除速率分別為35.25 mg/（L· h）和13.26 mg/L。菌株N07在以蔗糖為碳源、C/N為25、pH為7、轉速160 r/min、溫度為28℃時具有最佳脫氮性能。