适应不同氮浓度硝化细菌的分离

论文摘要

工业化的发展、城市化进程的加剧,导致了水源的污染状况越来越严重。水环境的修复问题越来越受到人们的重视,如何充分利用硝化细菌去除水体中对人体有害的氮化合物更成为研究的热点之一。相对工业废水和生活废水,自然湖泊氮含量低、水域范围广、环境影响因素多,使得工厂化治理使用的硝化细菌很难发挥作用。本课题希望能从自然水体中富集、分离得到适应中、低氮浓度的高效硝化细菌,能在氮污染湖泊中发挥作用。本文利用硝化细菌的固体依附特性,保留底泥进行连续富集,采用固体平板分离法和MPN液体分离法两种方法进行分离,通过检测氨氮、亚硝态氮、硝态氮的产生及浓度来进行菌株的选择。主要实验结果如下：1、分离结果显示：固体平板分离法未获得硝化细菌,液体MPN分离法共获得硝化速率较好的样品8个2、初始氨氮浓度为2mg/L时,未获得有氨氧化作用的样品；初始亚硝酸氮浓度为2mg/L时,获得一个有亚硝酸氧化作用的样品1XN-1,其5天内将水体中2mg/L的亚硝态氮完全转化为硝态氮。3、初始氨氮浓度为100mg/L时,获得一个有效降氨氮的样品1XA-2,其以铵态氮为唯一氮源,17天内将100mg/L的铵态氮转化为硝态氮,整个硝化作用过程中1亚硝态氮的积累量最大为1mg/L；初始亚硝酸氮浓度为100mg/L时,获得有亚硝酸氧化作用的样品3个,以亚硝态氮的减少量计算硝化速率,3个样品中1SN-2的硝化速率为6.63 mg/L·d、1ZN-2的硝化速率为9.27 mg/L·d、1XN-2的硝化速率为11.23mg/L·d。4、初始氨氮浓度为400mg/L时,获得有氨氧化作用的样品2个,但是所得样品降低氨氮浓度的能力低,耗费的时间长,没有实际应用的价值；初始亚硝酸氮浓度为400 mg/L时,获得有亚硝酸氧化作用的样品3个,以亚硝态氮的减少量计算硝化速率,3个样品中1SN-3的硝化速率为16.41 mg/L·d、1ZN-3的硝化速率为27.7mg/L·d、1XN-3的硝化速率为48.33 mg/L·d。5、比较所有菌株的硝化特性之后,选取1XA-2进行模拟污水实验。结果显示,与不投加1XA-2的阴性对照相比,投加1XA-2以后水体的氨氮下降速度加快,亚硝态氮浓度的最大值减小、硝态氮的积累量减少,整个过程中有一半的氮素被移出水体。1XA-2对于降低自然水体的氨氮有一定的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 氮素污染
• 1.2 硝化作用
• 1.3 硝化细菌
• 1.3.1 硝化细菌分布
• 1.3.2 硝化细菌分类
• 1.3.3 硝化细菌影响因子
• 1.3.4 硝化细菌的分离
• 1.3.5 硝化细菌计数方法
• 1.4 课题目的与意义
• 1.5 课题研究路线
• 2 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验样品
• 2.1.2 实验菌株
• 2.1.3 实验药品
• 2.1.4 实验培养基
• 2.1.4.1 富集氨氧化细菌培养基
• 2.1.4.2 富集亚硝酸氧化细菌培养基
• 2.1.4.3 其他培养基
• 2.1.5 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 样品筛选
• 2.2.2 硝化细菌富集方法
• 2.2.3 硝化作用检测方法
• 2.2.3.1 硝化作用定性检测方法
• 2.2.3.2 硝化作用定量检测方法
• 2.2.4 硝化细菌分离方法
• 2.2.4.1 制备水洗琼脂固体平板
• 2.2.4.2 制备植物凝胶固体平板
• 2.2.4.3 制备验证纯度平板
• 2.2.4.4 固体平板分离
• 2.2.4.5 最大或然数（MPN）液体分离法
• 2.2.5 硝化细菌菌种鉴定
• 2.2.5.1 氨氧化细菌初步鉴定
• 2.2.5.2 亚硝酸氧化细菌初步鉴定
• 2.2.5.3 16S rDNA鉴定
• 2.2.6 硝化细菌传代稳定性
• 2.2.7 模拟污水实验
• 2.2.8 保藏菌种
• 3 结果与分析
• 3.1 样品筛选结果
• 3.2 富集
• 3.3 固体分离法
• 3.3.1 涂布平板分离结果
• 3.3.2 硝化作用定性检测结果
• 3.3.3 硝化速率检测结果
• 3.4 MPN液体分离法
• 3.4.1 第一次MPN液体分离结果
• 3.4.2 第二次MPN液体分离结果
• 3.4.3 硝化速率检测
• 3.5 传代实验结果
• 3.6 菌液验证纯度结果
• 3.7 菌种鉴定结果
• 3.7.1 菌种初步鉴定结果
• 3.7.2 菌种16S rDNA鉴定结果
• 3.8 模拟污水实验结果
• 4 讨论
• 4.1 富集条件的影响
• 4.2 分离方法的影响
• 4.3 获得菌株的特性
• 4.4 模拟实验
• 参考文献
• 附录
• 致谢