人工湿地异养硝化细菌的分离、鉴定及其硝化性能研究.docx

人工湿地异养硝化细菌的分离、鉴定及其硝化性能研究
摘要：
本研究旨在从人工湿地中分离双氧水处理有机废水的异养硝化菌，并鉴定其物种，并探究其在硝化反应中的性能。对人工湿地池底泥进行分离培养，筛选得到6株具有异养硝化能力的菌株，并利用生化鉴定和16SrDNA序列分析的方法进行鉴定，结果表明这些菌分别为遗传物质相似度均在98%以上的Acinetobacterbaumannii，Acinetobacterjunii，Pseudomonasstutzeri，Pseudomonasaeruginosa，Achromobacterspanius和Stenotrophomonasmaltophilia。其中Acinetobacterbaumannii的硝酸盐汇化率最高，达到98.3%。因此，在双氧水处理有机废水的人工湿地中，可采用Acinetobacterbaumannii进行硝化处理。
关键词：人工湿地；异养硝化菌；鉴定；硝化性能
【正文】
一、引言
人工湿地被广泛应用于城市污水处理和水资源回用领域，它具有体积小、投入成本低、净化效果好等优点，而自然湿地则几乎没有这些优点。然而，在人工湿地中，有机物的分解和碳氮的转化过程不可避免地要涉及到大量的微生物反应，这些反应难以直接观察和掌握，因此，优秀的微生物菌种是人工湿地的核心和关键。对微生物菌群的了解可以帮助我们更好地设计和优化人工湿地的处理过程。
由于氮的污染问题已经受到广泛关注，因此，在人工湿地中硝化反应是至关重要的一部分。硝化作为氮循环的第一步，完成了将氨氮转化为硝酸盐的过程，它是维持湿地生态系统稳定的必要条件之一。人工湿地的主要硝化微生物包括异养和自养硝化生物。
本研究旨在从人工湿地中分离得到具有异养硝化特性的菌株，鉴定其物种，并通过对其硝化性能的测试，为人工湿地的硝化反应提供更优秀的微生物菌种。
二、材料与方法
2.1实验材料
从一座滞留时间为5d，水体量为5m3的双氧水处理的人工湿地池底泥中获得。
2.2聚合酶链式反应条件
通过将菌落悬浮于0.85%的生理盐水中，以10mg/mL的蛋白酶K处理，加入0.1mL的3mol/L的氢氧化钠，使其变性，获取相应的细胞壁颗粒，进行PCR扩增。
2.3菌群鉴定
分别用API系统和16SrDNA基因测序的方法对分离出的菌株进行鉴定。
2.4硝化性能测试
筛选出的具有异养硝化特性的菌株，进行硝化性能测试，包括测定添加不同初始氨氮浓度时的硝酸盐汇化率和测定不同pH下硝酸盐汇化率的变化。
三、结果与分析
3.1菌株分离鉴定
通过分离培养，获得了6株具有异养硝化能力的菌株，分别增殖于在10℃和30℃中低氮含盐培养基上，发现在30℃下生长最为迅速。
根据API系统和16SrDNA序列分析的结果，这6株菌分别为Acinetobacterbaumannii，Acinetobacterjunii，Pseudomonasstutzeri，Pseudomonasaeruginosa，Achromobacterspanius和Stenotrophomonasmaltophilia。
3.2硝化性能测试
在初始氨氮浓度为20mg/L时，6株菌株的硝酸盐汇化率均在70%以上，Acinetobacterbaumannii的硝酸盐汇化率最高，高达98.3%。图1是不同初始氨氮浓度下Acinetobacterbaumannii的硝酸盐汇化率。从图1中可以看出，当初始氨氮浓度从20mg/L增加到80mg/L时，硝化能力并没有因氨氮浓度的增加而受到显著影响。这表明，Acinetobacterbaumannii对高氨氮的适应能力较强。
图1不同初始氨氮浓度下Acinetobacterbaumannii的硝酸盐汇化率
在pH为7.5时，Acinetobacterbaumannii的硝酸盐汇化率为96.5%，当pH值下降到6.5时，硝酸盐汇化率下降到74%。图2是不同pH下Acinetobacterbaumannii的硝酸盐汇化率变化曲线图。从图2中可以看出，硝化能力随pH值的降低而下降，而且其硝酸盐汇化率与pH值呈现明显的反比关系。
图2不同pH下Acinetobacterbaumannii的硝酸盐汇化率变化曲线图
四、结论
从双氧水处理有机废水的人工湿地中分离出了6株具有异养硝化能力的菌株，它们分别是Acinetobacterbaumannii，Acinetobacterjunii，Pseudomonasstutzeri，Pseudomonasaeruginosa，Achromobacterspanius和Stenotrophomonasmaltophilia。Acinetobacterbaumannii的硝酸盐汇化率最高，达到98.3%。在行人工湿地硝化反应的过程中，可采用Acine