好氧反硝化菌

<正>养殖水体氮素污染问题是目前困扰我国水产养殖业可持续发展的一大难题。生物脱氮技术被认为是目前最具发展前景的水体脱氮技术,其效果的优劣与所采用菌株的特性密切相关。传统反硝化细菌仅能在厌氧及低氧条件下发挥脱氮作用,与养殖水体的高溶氧环境矛盾,而好氧反硝化细菌则可在高溶氧环境中发挥脱氮作用,显著提高生物脱氮技术在养殖水体中的应用效果,实现养殖水体的绿色、零污染脱氮。因而,对好氧反硝化细菌开展高效选育方法的研究,找到可适应养殖水体水环境的微生物菌株具有重要的理论价值和经济价值。     

好氧反硝化菌的筛选及其脱氮除磷性质的研究

利用富集培养基, 从用生活污水驯化后的活性污泥中筛选得到一株具有好氧反硝化兼具除磷功能的细菌。通过形态学及生理生化指标鉴定其为假单胞菌属。利用此好氧反硝化菌处理模拟废水及生活废水, 通过监测总氮、无机磷及CODcr变化确定在C/N摩尔比为3:1、接种量为10%、pH 6.8、30°C条件下处理2 d, 该菌株脱氮、除磷及去除有机物的效果最佳, 活性污泥经此好氧反硝化菌强化后, 对生活废水的处理能力得到明显提升。     

关于好氧反硝化菌筛选方法的研究

采用污泥驯化手段富集好氧反硝化细菌,将得到的驯化污泥分离纯化,共得到105株菌。用测TN的方法对所筛菌株进行初筛,得到25株对TN去除率达到50％以上的菌株。用氮元素轨迹跟踪测定法复筛,证实这25株菌都可以在好氧条件下进行硝酸盐呼吸,其中24株菌的反硝化过程为：NO3^-N→NO2^-N→N2,研究中还发现在反硝化过程中硝酸盐和亚硝酸盐不存在明显竞争被利用的作用。同时还提出了可能实现短程同步硝化反硝化以及在反馈作用的调节下,加快硝化反应速度的观点。     

耐低温好氧反硝化菌Aeromonas sp.的分离鉴定及脱氮条件优化

【目的】从冬季活性污泥和河水底泥中分离筛选得到耐低温好氧反硝化菌,并对影响脱氮的关键因子进行优化,以提高低温条件下的脱氮效果。【方法】采用富集纯化法分离筛选耐低温好氧反硝化菌株。通过形态观察和16S rRNA基因系统发育分析等方法对筛选菌株进行菌种鉴定。以NO3–-N去除率为响应目标,采用Box-Behnken试验设计及响应面回归分析法优化影响脱氮效果的关键因子（C/N、温度、pH和摇床转速）,确定最佳培养条件。【结果】从东北寒冷地区冬季河水底泥样品中分离得到的一株耐低温好氧反硝化菌Z6,菌落呈白色半透明圆形,菌体细胞为短杆状,大小为（0.8–1.6）μm×（0.6–0.8）μm,革兰氏染色阴性。与气单胞菌属（Aeromonas）的16S rRNA基因序列高度同源,鉴定该菌为气单胞菌。采用响应面分析方法得到菌株Aeromonas sp. Z6的最佳脱氮条件为：C/N 5.9,温度12°C,pH 6.8,摇床转速155 r/min,在此条件下对NO₃^–-N的去除率为89.72%,与预测值（90.34%）无显著差别。【结论】首次报道气单胞菌（Ae...     

细菌好氧反硝化研究进展

阐述了好氧反硝化细菌的种类及有关性质 ,并从电子理论、氧的浓度、反硝化酶系等方面对细菌好氧反硝化的作用机制进行了探讨 ,对细菌好氧反硝化的研究概况、进展及其研究意义和目前存在的问题作了较为详细的介绍。     

基于响应面法对一株好氧反硝化菌脱氮效能优化

【目的】水体富营养化是当今我国水环境面临的重大水域环境问题,氮素超标排放是主要的引发因素之一。好氧反硝化菌构建同步硝化反硝化工艺比传统脱氮工艺优势更大。获得高效的好氧反硝化菌株并通过生长因子优化使脱氮效率达到最高。【方法】经过序批式生物反应器(Sequencing batch reactor,SBR)的定向驯化,筛选获得高效好氧反硝化菌株,采用响应面法优化好氧反硝化过程影响总氮去除效率的关键因子(碳氮、溶解氧、pH、温度)。【结果】从运行稳定的SBR反应器中定向筛选高效好氧反硝化菌株Pseudomonas T13,采用响应面法对碳氮比、pH和溶解氧关键因子综合优化获得在18 h内最高硝酸盐去除率95%,总氮去除率90%。该菌株的高效反硝化效果的适宜温度范围为25?30 °C;最适pH为中性偏碱;适宜的COD/NO3?-N为4:1以上;最佳溶解氧浓度在2.5 mg/L。【结论】从长期稳定运行的SBR反应器中筛选获得一株高效好氧反硝化菌Pseudomonas T13,硝酸盐还原酶比例占脱氮酶基因的30%以上,通过运行条件优化获得硝氮去除率达到90%以上,对强化废水脱氮工艺具有良好应用价值。     

土霉素胁迫下反硝化聚磷菌的性能优化及菌剂制备

【背景】近年来,抗生素对自然水体的影响日益严重。由于抗生素具有杀菌性,会对活性污泥的沉降、絮凝性能以及微生物的群落结构产生影响,进而影响污染物的去除效果。【目的】筛选1株同步去除氮磷的反硝化聚磷菌,探究其在土霉素胁迫下的生长情况并优化反应参数,制备微生物菌剂。【方法】在土霉素胁迫条件下,从课题组长期培养驯化的反硝化聚磷系统中分离、筛选并纯化1株反硝化聚磷菌。运用16S rRNA基因序列及其生理生化特性的综合分析对菌株进行鉴定。同时,运用单因素与响应曲面法相结合研究了该菌的脱氮除磷能力,并采用发酵法制备微生物菌剂。【结果】筛选出1株菌株P8,鉴定为成都肠杆菌(Enterobacter chengduensis)。对其脱氮除磷条件进行了优化,菌株P8在乙酸钠为碳源,浓度为3.32 g/L、pH 7.0、初始磷含量10 mg/L和30℃的条件下,对总磷和硝态氮的去除率可达69.6%和96.7%。菌剂载体选择麦麸混合玉米粉,质量比为8:2,菌剂在接种量为20 mL时效果最好。【结论】筛选出1株能同步去除氮磷的菌株E. chengduensis P8,在土霉素胁迫下生长良好,为土霉素污染环境的微生物修复提供了种质资源和科学依据。     

反硝化聚磷菌及其脱氮除磷机理研究进展

水体富营养化是当前水环境保护工作的重点关注问题,微生物修复富营养化水体具有高效、低耗且不产生二次污染等特点,已经成为富营养化水体生态修复的一种重要方式。近年来,对反硝化聚磷菌的研究及其在污水处理工艺中的应用越来越广泛。不同于传统的反硝化细菌联合聚磷菌去除氮磷工艺,反硝化聚磷菌在交替厌氧、缺氧/好氧条件下能同时进行脱氮除磷而被广泛关注与研究。值得注意的是,近几年报道的部分微生物仅在好氧条件下就可进行同时脱氮除磷,但是其脱氮除磷机理仍未理清。基于此,文中总结了目前发现的反硝化聚磷菌和同时硝化反硝化聚磷微生物的种类及特点,并对其脱氮与除磷的关系及其机理进行了系统性分析,对目前反硝化除磷存在的问题进行了梳理,最后对今后的研究方向进行了展望,以期为完善反硝化聚磷菌的脱氮除磷机理及工艺改进提供参考。     

贫营养好氧反硝化菌群的水库原位投菌脱氮特性

【目的】分析水深和温度对好氧反硝化菌群的影响并探索其脱氮特性,以期为微污染水库水生物脱氮提供依据。【方法】从微污染水源水库表层沉积物中富集、驯化、筛选得到贫营养好氧反硝化混合菌群;应用好氧反硝化混合菌进行硬质瓶子和软质瓶子水库原位投菌实验分析其脱氮性能。【结果】实验结果表明:硬质瓶子系统(无水压影响)各个水深下的硝氮完全去除,软质瓶子(有水压影响)在0.5、5.0 m达到90.66%和100%,其余水深最大为99.61%、80.55%、67.01%和64.73%;亚硝氮并没有出现积累;氨氮由于实验后期菌体的死亡略有上升;水深0.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0 m下的总氮在实验结束时,硬质瓶子的去除率达到50.11%、61.49%、56.24%、44.50%、36.80%和38.73%,软质瓶子达到33.47%、60.61%、43.98%、36.28%、27.52%和28.57%;OD_(600)与p H都出现先升后降的变化,DO在3–8 mg/L。混合菌在11–30°C表现出很好的脱氮能力,并随着温度上升而增加;水压对脱氮有不利影响。【结论】该混合菌温度适应性很强,静水压对其脱氮过程有抑制作用。     

好氧反硝化细菌SY-D-22的分离、优化及脱氮机理

【背景】在处理含硝酸盐氮的废水中,常见微生物不能同时高效去除硝酸盐氮和总氮,导致处理废水时往往使用多种微生物复合菌剂或者使用复杂的工艺。【目的】高效、安全地去除水中的硝酸盐氮和总氮。方法】富集筛选出一株新型高效好氧反硝化细菌,对其进行16S rRNA基因鉴定。利用响应面法对其影响脱氮因素进行优化并探索其最佳脱氮条件。研究其对含硝酸盐氮废水的反硝化能力及脱氮特性。【结果】从活性污泥中筛选获得一株新型高效好氧反硝化细菌SY-D-22,经鉴定为葡萄球菌属(Staphylococcus)。响应面法优化其最佳反硝化条件为：pH 8.18,C/N为13.39,温度31.43°C,摇床转速130 r/min。当以最佳碳源柠檬酸钠为唯一碳源时,对于100 mg/L浓度的NO₃^--N去除率可达100%,同时对于总氮(total nitrogen,TN)的去除率为95.34%,具有高效脱氮能力。【结论】从活性污泥中筛选出一株新型好氧反硝化细菌Staphylococcus SY-D-22,通过响应面法条件优化,菌株的硝酸盐氮去除率达到100.00%,总氮去除率达到...     

好氧反硝化微生物多样性及其反硝化功能初步研究

为研究污水厂/养殖池中好氧反硝化微生物的多样性及菌株反硝化能力,本研究采集了位于福建省厦门市和漳州市的污水处理厂、排污口、污水池、对虾养殖池的污水和污泥样品进行好氧反硝化微生物的富集、分离、鉴定和功能筛选。分别以NaNO3、NaNO2作为唯一氮源共分离纯化获得128株单菌。其中以NaNO3为唯一氮源分离得到63株,以NaNO2为唯一氮源分离得到65株。16SrRNA基因序列分析表明,128株单菌分属于γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,58.6%)、芽胞杆菌纲(Bacilli,6.4%)、放线菌纲(Actinobacteria,11.7%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,8.6%)、纤维菌纲(Cytophagia,2.3%)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteria,0.8%)和黄杆菌纲(Flavobacteria,1.6%)7个纲中的38个属。其中盐单胞菌属(Halomonas,29.7%)和芽胞杆菌属(Bacillus,12.5%)为优势菌属,并且广泛存在于各个样品中。反硝化功能初筛结果表明,35株菌能在72h内将20mg·L-1 NO-3-N/NO-2-N完全去除;复筛结果表明,21株菌能在72h内将100 mg·L-1 NO-3-N/NO-2-N完全去除,并且盐单胞菌属、卓贝尔氏菌属(Zobellella)、斯塔普氏菌属(Stappia)及节杆菌属(Arthrobactor)反硝化效果较好,其中斯塔普氏属是首次报道具有好氧反硝化功能。本研究结果表明,污水场/养殖池等环境中可培养反硝化细菌多样性丰富,同时高效反硝化菌的获得也为含氮废水的生物处理提供了良好的菌种资源。     

深海沉积物高效脱氮菌筛选分离及其脱氮特性研究

【背景】深海海域具有高压、低温、无光等环境条件,蕴含着丰富而独特的微生物资源。【目的】从深海沉积物中定向分离、筛选脱氮效率高的好氧脱氮菌株资源,并揭示其脱氮特性,为开发水体脱氮微生物技术提供物质基础。【方法】以东太平洋、南大西洋、西南印度洋共10个站位的深海沉积物为研究材料,在28°C下使用无机氮源连续进行两轮富集培养,然后定性筛选可以脱除氨氮、亚硝态氮和硝态氮的菌株,并通过形态学和16S rRNA基因序列分析进行初步分类鉴定;对优选得到的功能菌株,分别采用以氨氮、亚硝态氮、硝态氮为唯一氮源的培养基定量研究其生长和脱氮性能。【结果】从10份大洋深海沉积物样品中共分离得到49株好氧反硝化菌,其中3株在有氧条件下反硝化效率较高,分别命名为Pseudomonassp.G111、Pseudomonassp.G112和Dietziamaris W023a,其中菌株G111和G112与模式菌株博岑假单胞菌Pseudomonas bauzanensis BZ93T的16S rRNA基因序列相似度为99.2%,菌株W023a与模式菌株海洋迪茨氏菌DietziamarisATCC35013T的16SrRNA基因序列相似度为99.9%。菌株G111、G112和W023a培养48h后,对氨氮的脱除率分别为98.0%、85.2%和97.6%;对亚硝态氮的脱除率分别为71.9%、67.5%和34.7%;对硝态氮的脱除率分别为66.0%、52.6%和56.3%。菌株G111、G112和W023a均为异养硝化-好氧反硝化菌,可通过好氧反硝化作用将亚硝态氮和硝态氮还原为含氮气体,也可通过异养硝化-好氧反硝化作用将氨氮转化为含氮气体。【结论】从深海沉积物中分离筛选得到3株高效好氧反硝化菌,所获得的菌株在水体净化、污水处理、生态系统修复等领域具有应用潜力。     

好氧反硝化细菌碳氮代谢特点及途径的研究进展

好氧反硝化作用的发现打破了反硝化只能在严格厌氧条件下进行的传统认知,为生物脱氮提供了一条新的途径,已成为近些年的研究热点。碳源可为好氧反硝化过程提供能量和电子供体,其代谢难易程度直接影响着好氧反硝化细菌的脱氮效率,因此有必要明确碳源在好氧反硝化脱氮过程中的代谢机理。基于此,本文阐述了好氧反硝化细菌的种类及其对硝态氮与亚硝态氮的代谢途径;系统分析了不同好氧反硝化细菌对碳氮源代谢的差异与代谢机理;综合分析了碳代谢差异对好氧反硝化脱氮过程的影响,并对未来的研究方向进行了展望,旨在深入理解好氧反硝化细菌同时去除碳氮的机理,为提高废水生物脱氮除碳效率提供理论依据。     

植物叶际好氧反硝化细菌的筛选及其脱氮性能研究

【目的】探索叶际微生物协同植物削减大气氮氧化物的机制,了解叶际可培养好氧反硝化细菌的存在及多样性,获得高效的叶际好氧反硝化细菌资源。【方法】采用富集培养结合格里斯试剂检测、溴百里酚蓝(bromothymol blue, BTB)培养基筛选的方法从景观植物叶际分离筛选好氧反硝化细菌,对好氧反硝化细菌的16S rRNA基因序列进行系统发育分析,并选取其中一株高效好氧反硝化细菌进行脱氮性能研究。【结果】从6种景观植物石楠、女贞、木樨、樟树、卫矛冬青、荷花玉兰的叶际中分离到好氧反硝化细菌13株,经16S rRNA基因序列分析发现,13株细菌分别属于4门7科7属,其中4株为肠杆菌属(Enterobacter),3株为无色杆菌属(Achromobacter),2株为假单胞菌属(Pseudomonas),其余4株分别属于鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)、不动杆菌属(Acinetobacter)、微杆菌属(Microbacterium)和假节杆菌属(Pseudarthrobacter)。定量分析发现菌株SF的反硝化效果较好。通过单因素试验和响应面设计试验,对菌株SF的脱氮性能进行了一系列研究,探究了碳源、温度、初始pH、碳氮比和转速等因素对菌株SF脱氮效果的影响。结果表明,菌株SF的最佳脱氮条件：碳源为葡萄糖,初始pH值为7.5,碳氮比为9.7,转速180 r/min,温度为33.5 ℃。在此条件下,当初始硝酸盐浓度为361 mg/L时,72 h总氮去除率可达到93.3%。【结论】景观植物叶际中存在较多种类的可培养好氧反硝化细菌,丰富了叶际氮循环相关微生物的类型,为探索叶际微生物协同削减大气氮氧化物的机制奠定了基础。通过高效脱氮菌株的筛选,为进一步应用微生物协同植物削减空气氮氧化物污染提供了候选菌株。     

一株高效聚磷解淀粉芽孢杆菌的分离鉴定及其除磷条件优化

[背景]磷是引起水体富营养化的主要营养物质.生物除磷具有成本低、效率高且适用范围广等特点,成为近年来水处理研究领域的热点.目前虽然有一些聚磷菌被筛选获得,但它们的除磷效率不高,其除磷条件尚需优化.聚磷菌的固定化及回收利用也亟待研究.[目的]分离筛选并鉴定高效聚磷菌株,优化除磷环境条件,研究吸附材料对所筛菌株除磷的影响,...     

滇池可培养好氧反硝化细菌多样性及其脱氮特性

【目的】氮污染已成为当今水体污染的一个重要因素,为了解滇池可培养好氧反硝化细菌的多样性,获得高效好氧反硝化细菌资源,为污染水体或浅层地下水的生物修复提供材料。【方法】采用富集培养方法从滇池沉积物和水体样品中分离好氧反硝化细菌,对好氧反硝化细菌的16S r RNA基因序列进行系统发育分析,并筛选其中的高效好氧反硝化细菌。【结果】分离出260株好氧反硝化菌,经16S rRNA基因序列分析,260株菌分属于2门13科14属的59个种。假单胞菌属(Pseudomonas)为优势细菌属,其次是不动杆菌属(Acinetobacter)、气单胞菌属(Aeromonas)和代尔夫特菌属(Delftia)。筛选到12株高效好氧反硝化细菌菌株,其中8株属于假单胞菌(Pseudomonas spp.),4株为不动杆菌(Acinetobacter spp.)。定量分析发现菌株N15-6-1的反硝化效果较好。对菌株N15-6-1的脱氮条件优化结果显示,在以蔗糖为碳源,温度为30–35℃、C/N=12、静止培养时,反硝化能力较强,其在48 h内硝态氮的去除率达到98.81%,总氮的去除率达96.27%。【结论】滇池存在着较丰富的可培养好氧反硝化细菌,好氧反硝化细菌的分离丰富了好氧反硝化菌的种类,其中的高效脱氮菌株为污染水体或浅层地下水的生物修复提供了初步的候选菌株。     

The Reduction of Cr(VI) by Bacteria of the Genus Pseudomonas

Non-nitrate-reducing collection bacteria from the genus Pseudomonas were found to be able to use hexavalent chromium as a terminal electron acceptor. The reduction of Cr(VI) was accompanied by an increase in the cell biomass. At Cr(VI) concentrations in the medium lower than 15 mg/l, the non-nitrate-reducing pseudomonads reduced Cr(VI) less efficiently than did denitrifying pseudomonads. In contrast, at Cr(VI) concentrations higher than 30 mg/l, Cr(VI) was reduced more efficiently by the non-nitrate-reducing pseudomonads than by the denitrifying pseudomonads.