一株光合细菌的分离筛选及对污水的净化效果
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山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目 ( A 2002 148) ; 山东省教育厅资助项目 ( J02L05) 编辑部约稿 收稿日期 : 2004- 07- 22Βιβλιοθήκη 46 1. 3 生长曲线的确定
青岛 建 筑工 程 学院 学 报
第 25 卷
取光合细菌菌液 1ml 接种到装有光合细菌液体培养基的磨口玻璃试管中, 液体石蜡封口 , 30 光照厌 氧条件下培养. 每隔 24h 取样测定波长 660nm 处光吸收, 作出细菌的生长曲线 . 1. 4 初始 pH 对细菌生长的影响 分别取对数生长期光合细菌菌液 1ml 接种到不同 pH 的光合细菌液体培养基中 , 液体石蜡封口, 30 光照厌氧条件下培养 96h, 测量 660nm 处光吸收, 考察在不同初始 pH 条件下光合细菌的生长状况 . 1. 5 盐度对细菌生长的影响 分别取对数生长期光合细菌菌液 1ml 接种到不同盐度的光合细菌液体培养基中, 液体石蜡封口 , 30 温度对细菌生长的影响 分别取对数生长期光合细菌菌液 1ml 接种到光合细菌液体培养基中, 液体石蜡封口 , 在不同温度下光 菌株对生活污水的净化效果
图2 初始 pH 对光合细菌菌株 NS 生长的影响
第4期
宋志文等 : 一株光合细菌的分离筛选及对污水的净化效果
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从图 2 可以看出, 光合细菌在 pH6. 5 时生长最好, 随着 pH 值的升高或下降, 细菌的生长状况逐渐变 差. 但总体来说 , 光合细菌对偏碱性环境的适应性强一些. 培养 96h 后 , OD660 依次为 pH6. 5 组 > pH5. 5 组 > pH7. 5 组 > pH8. 5 组> pH4. 5 组 > pH3. 5 组. 2. 4 盐度对细菌生长的影响的实验结果 取对数生长期光合细菌菌株 NS 菌液 1ml, 分别加到盐度 为 0. 5% , 1. 0% , 1. 5% , 2. 0% , 2. 5% , 3. 0% 的液体培养基中 , 光照厌氧培养 96h, 测定 OD660 , 确定不同盐度对菌株 NS 生长 的影响, 结果见图 3. 培养 96h 后, 光合细菌菌株 NSOD660 依次为 0. 5% 盐度组 > 1. 0% 盐度组 > 1. 5% 盐度组 > 2. 0% 盐度组 > 2. 5% 盐度组 > 3. 0% 盐度组 , 说明光合细菌菌株 NS 对盐度的耐受性不高 , 适宜生长在低盐度环境中 . 2. 5 温度对细菌生长的影响 取对数生长期光合细菌菌株 NS 菌液 1ml, 加到液体培养 基中 , 分别在 15 、 20 、 25 、 30 、 35 温度条件下光照厌 氧培养 96h 后 , 测定 OD660 , 确定不同温度对菌株 NS 生长的影 响, 结果见图 4. 从图 4 中可以看出 , 光合细菌菌株 NS 的适宜生长温度是 25~ 35 , 其中在 30 时生长最好 . 2. 6 光合细菌对污水的净化效果
光照厌氧条件下培养 96h, 测定 660nm 处光吸收, 考察在不同盐度条件下光合细菌的生长状况 . 1. 6
照厌氧培养 96h, 测定 660nm 处光吸收, 考察在不同温度条件下光合细菌的生长状况 . 1. 7 考察光合细菌菌株在黑暗好氧和光照厌氧条件下对生活污水的净化效果. 黑暗好氧培养采用 250ml 三角瓶中加入 100ml 生活污水 , 按 5% 的接种量接入对 数生长期光合细菌菌液 , 8 层纱布封口, 30 120 r/ min条件下震荡培养 72h. 光照厌氧培养采用 250mL 容量瓶加入 100ml 生活污水 , 按 5% 的接种量接入对 数生长期光合细菌菌液, 液体石蜡封口 , 30 光照厌氧条件下培养 72h, 同时设定不加菌液的生活污水作 为对照, 每组 3 个重复 . 分别测定起始时刻和 72h 时刻生活污水的 COD, 计算不同条件下光合细菌对生活 污水中 COD 的去除率. 1. 8 分析方法 COD 的测定采用标准重铬酸钾法
[ 2~ 5]
. 与传统活性污泥法相比 , PSB 处理法具有有机质负荷
高、 设备规模小 , 动力消耗低, 占地面积小、 脱氮除磷效果好 , 耐盐能力强、 管理简易, 受季节影响小、 产生的 菌体可综合利用 , 不存在污泥处理问题、 前期投资少, 见效快, 可操作性强, 运行费用低等优点. 因此利用 PSB 处理有机废水越来越受到人们重视 [ 6, 7] . 笔者从人工湿地污水处理系统底泥中分离筛选得到一株光合细菌并对它的性质以及对生活污水的净 化效果进行研究 , 为其实际应用提供科学依据 .
1, 2
3
1
1
( 1. 青岛理工大学 环境与市政工程学院 , 青岛 266033; 2. 山东大学 生命科学学院 , 济南 250100;
摘
要 : 从荣成人工 湿地污水处理系统底泥中分离筛选得到一株光合细菌菌株 NS, 对菌株 NS 的性
质和对生活污水的净化能力进行 研究 . 结 果表明 , 菌 株 NS 的最适生 长条件是 pH6. 5, 30 , 盐度 0. 5% , 菌株的停滞期大约 为 72h, 对数生长期为 96h. 该菌株对生活污水具有一定的净化 效果 , 在适宜 条件下 , 经 72h, 在黑暗 好氧条件下对生活污水 CODcr 的去除 率可达 46. 8% , 在 光照厌 氧条件 下对 生活污水 CODcr 的去除率为 36. 0% . 关键词 : 光合细菌 , 分离筛选 , 污水净化 中图分类号 : X703
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青岛 建 筑工 程 学院 学 报
第 25 卷
参
[ 1] [ 2] [ 3] [ 4] [ 5] [ 6] [ 7] [ 8]
考
文
献
东秀珠 , 蔡妙英等 . 常见细菌系统鉴定手册 [ M] . 北京 : 科学出版社 , 2001 李景生 , 黄韵珠 . 应用 PSB 处理乳品厂废水的试验研究 [ J] . 环境科学研究 , 1997, 10( 3) : 17 20 樊凌雯 , 张肇铭 , 张德咏等 . 利用光合细菌法处理糖蜜酒精发酵废液中试研究 [ J] . 中国环境科学 , 1998, 18( 2) : 173 175 朱核光 , 史家 木 梁, 徐亚同 . 光合细菌法处理酒糟废水的试验研究 [ J] . 上海环境科学 , 1995, 14( 1) : 8 10 陈繁忠 , 朱好根 , 崔明超等 . 利用光合细菌处理养猪场污水的试验研究 [ J] . 环境工程 , 2000, 18( 5) : 10 12 宋志文 , 郭本华 , 曹军 . PSB 在有机废水处理方面的应用与发展 [ J] . 重庆环境科学 , 2003, 25( 11) : 187 189 郭本华 , 陆青艳 , 宋志文 . 光合细菌在环境污染防治中的应用 [ J] . 青岛建筑工程学院学报 , 2004, 25( 1) : 61 65 国家环保局 水和废水监测分析方法编委会 编 . 水和废水监测分析方法 [ M] . 北京 : 中国环境科学出版社 , 1989
实验条件 黑暗好氧 对照组 光照厌氧 对照组
表 1 光合细菌菌 株 NS 对污水净化效果
原水 COD mg/ L 237 237 236 242 处理 72hCOD mg/ L 126 10 180 6 151 5 202 6 去除率 % 46. 8 23. 1 36. 0 16. 5
光合细菌对生活污水 COD 去除率不高 , 均低于 50% , 经过观察发现这与该光合细菌菌株的沉降性能较差 有关 , 提示我们在应用该菌株处理生活污水时要充分考虑到这一点.
[ 8]
.
2
2. 1
实验结果
菌株的个体和群体形态特征
经过多次实验, 分离出一株光合细菌 , 编号为 NS, 该菌株纯菌落在琼脂培养基上呈鲜红色到紫红色 , 圆形, 光滑湿润 , 稍突起 , 边缘整齐 , 有光 泽, 菌落 直径在 0. 3~ 0. 8mm. 该菌株在光照厌氧条件下培养菌液呈鲜红 色, 在好氧光照条件下培养菌液呈白色至浅红色, 在好氧 黑暗条件下培养菌液呈乳白色 . 菌株 NS 的个体形态为杆状, 略有弯曲, 大小为 1. 5~ 2. 0um 0. 2~ 0. 5um, 革兰氏染色阴性, 二分裂法方式繁殖. 2. 2 光合细菌的生长曲线 取光合细菌菌液 1ml 接种到装有光合细菌液体培养 光照厌氧条件
1
1. 1
材料与方法
培养基 NH 4Cl 1. 0g, CH 3 COONa 3. 5g, MgCl2 0. 1g, CaCl2 0. 1g, KH 2 PO4 0. 6g, K2 HPO4 0. 4g, 酵母膏 0. 1g, 水 固体培养基 , 由在液体培养基中加入 2% 的琼脂制成.
1000mL pH7. 2. 1. 2 菌种的分离方法 取少量荣成市人工湿地污水处理系统底泥加到含有 15ml 液体培养基的磨口试管中, 液体石蜡封口 , 在温度 30 、 白炽灯光照( 光照强度 2000~ 2500lx) 、 厌氧条件下进行富集培养 , 待培养液变为红色后 , 取 1ml 菌液转接到新鲜培养液中, 连续转接 2~ 3 次后 , 采用液体稀释法和琼脂法相结合的方法, 反复挑取单 菌落 , 最终获得光合细菌的纯菌落 .
3
结
论
( 1) 光合细菌菌株 NS 的最适生长条件是 pH6. 5, 温度 30 , 盐度 0. 5% , 菌株的停滞期大约为 72h, 对 数生长期为 96h. ( 2) 该菌株对生活污水具有一定的净化效果 , 在适宜条件下 , 经 72h, 在黑暗好氧条件下对生活污水 COD 的去除率可达 46. 8% , 在光照厌氧条件下对生活污水 COD 的去除率为 36. 0% .
图 1 光合细菌菌 株 NS 的生长曲线
基的磨口玻璃试管中, 液体石蜡封口, 30
下培养 , 每隔 24h 取样测定 OD660 值, 以培养时间为横坐标 , 以 OD660值为纵坐标 , 做出菌株 NS 的生长曲线, 见图 1. 从图 1 中可以看出, 光合细菌菌株 NS 的停滞期较长 , 大 约为 72h, 对数生长期为 96h, 稳定期大约为 96h. 2. 3 初始 pH 对细菌生长的影响 取对数生长期光合细菌菌株 NS 菌液 1ml, 分别加到 pH3. 5, 4. 5, 5. 5, 6. 5, 7. 5, 8. 5 的液体培养基中 , 光照厌氧条件下培 养 96h, 测定 OD660 , 确定不同初始 pH 对菌株 NS 生长的影响 , 结果见图 2.
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第 25 卷
取光合细菌菌液 1ml 接种到装有光合细菌液体培养基的磨口玻璃试管中, 液体石蜡封口 , 30 光照厌 氧条件下培养. 每隔 24h 取样测定波长 660nm 处光吸收, 作出细菌的生长曲线 . 1. 4 初始 pH 对细菌生长的影响 分别取对数生长期光合细菌菌液 1ml 接种到不同 pH 的光合细菌液体培养基中 , 液体石蜡封口, 30 光照厌氧条件下培养 96h, 测量 660nm 处光吸收, 考察在不同初始 pH 条件下光合细菌的生长状况 . 1. 5 盐度对细菌生长的影响 分别取对数生长期光合细菌菌液 1ml 接种到不同盐度的光合细菌液体培养基中, 液体石蜡封口 , 30 温度对细菌生长的影响 分别取对数生长期光合细菌菌液 1ml 接种到光合细菌液体培养基中, 液体石蜡封口 , 在不同温度下光 菌株对生活污水的净化效果
图2 初始 pH 对光合细菌菌株 NS 生长的影响
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宋志文等 : 一株光合细菌的分离筛选及对污水的净化效果
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从图 2 可以看出, 光合细菌在 pH6. 5 时生长最好, 随着 pH 值的升高或下降, 细菌的生长状况逐渐变 差. 但总体来说 , 光合细菌对偏碱性环境的适应性强一些. 培养 96h 后 , OD660 依次为 pH6. 5 组 > pH5. 5 组 > pH7. 5 组 > pH8. 5 组> pH4. 5 组 > pH3. 5 组. 2. 4 盐度对细菌生长的影响的实验结果 取对数生长期光合细菌菌株 NS 菌液 1ml, 分别加到盐度 为 0. 5% , 1. 0% , 1. 5% , 2. 0% , 2. 5% , 3. 0% 的液体培养基中 , 光照厌氧培养 96h, 测定 OD660 , 确定不同盐度对菌株 NS 生长 的影响, 结果见图 3. 培养 96h 后, 光合细菌菌株 NSOD660 依次为 0. 5% 盐度组 > 1. 0% 盐度组 > 1. 5% 盐度组 > 2. 0% 盐度组 > 2. 5% 盐度组 > 3. 0% 盐度组 , 说明光合细菌菌株 NS 对盐度的耐受性不高 , 适宜生长在低盐度环境中 . 2. 5 温度对细菌生长的影响 取对数生长期光合细菌菌株 NS 菌液 1ml, 加到液体培养 基中 , 分别在 15 、 20 、 25 、 30 、 35 温度条件下光照厌 氧培养 96h 后 , 测定 OD660 , 确定不同温度对菌株 NS 生长的影 响, 结果见图 4. 从图 4 中可以看出 , 光合细菌菌株 NS 的适宜生长温度是 25~ 35 , 其中在 30 时生长最好 . 2. 6 光合细菌对污水的净化效果
光照厌氧条件下培养 96h, 测定 660nm 处光吸收, 考察在不同盐度条件下光合细菌的生长状况 . 1. 6
照厌氧培养 96h, 测定 660nm 处光吸收, 考察在不同温度条件下光合细菌的生长状况 . 1. 7 考察光合细菌菌株在黑暗好氧和光照厌氧条件下对生活污水的净化效果. 黑暗好氧培养采用 250ml 三角瓶中加入 100ml 生活污水 , 按 5% 的接种量接入对 数生长期光合细菌菌液 , 8 层纱布封口, 30 120 r/ min条件下震荡培养 72h. 光照厌氧培养采用 250mL 容量瓶加入 100ml 生活污水 , 按 5% 的接种量接入对 数生长期光合细菌菌液, 液体石蜡封口 , 30 光照厌氧条件下培养 72h, 同时设定不加菌液的生活污水作 为对照, 每组 3 个重复 . 分别测定起始时刻和 72h 时刻生活污水的 COD, 计算不同条件下光合细菌对生活 污水中 COD 的去除率. 1. 8 分析方法 COD 的测定采用标准重铬酸钾法
[ 2~ 5]
. 与传统活性污泥法相比 , PSB 处理法具有有机质负荷
高、 设备规模小 , 动力消耗低, 占地面积小、 脱氮除磷效果好 , 耐盐能力强、 管理简易, 受季节影响小、 产生的 菌体可综合利用 , 不存在污泥处理问题、 前期投资少, 见效快, 可操作性强, 运行费用低等优点. 因此利用 PSB 处理有机废水越来越受到人们重视 [ 6, 7] . 笔者从人工湿地污水处理系统底泥中分离筛选得到一株光合细菌并对它的性质以及对生活污水的净 化效果进行研究 , 为其实际应用提供科学依据 .
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摘
要 : 从荣成人工 湿地污水处理系统底泥中分离筛选得到一株光合细菌菌株 NS, 对菌株 NS 的性
质和对生活污水的净化能力进行 研究 . 结 果表明 , 菌 株 NS 的最适生 长条件是 pH6. 5, 30 , 盐度 0. 5% , 菌株的停滞期大约 为 72h, 对数生长期为 96h. 该菌株对生活污水具有一定的净化 效果 , 在适宜 条件下 , 经 72h, 在黑暗 好氧条件下对生活污水 CODcr 的去除 率可达 46. 8% , 在 光照厌 氧条件 下对 生活污水 CODcr 的去除率为 36. 0% . 关键词 : 光合细菌 , 分离筛选 , 污水净化 中图分类号 : X703
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青岛 建 筑工 程 学院 学 报
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参
[ 1] [ 2] [ 3] [ 4] [ 5] [ 6] [ 7] [ 8]
考
文
献
东秀珠 , 蔡妙英等 . 常见细菌系统鉴定手册 [ M] . 北京 : 科学出版社 , 2001 李景生 , 黄韵珠 . 应用 PSB 处理乳品厂废水的试验研究 [ J] . 环境科学研究 , 1997, 10( 3) : 17 20 樊凌雯 , 张肇铭 , 张德咏等 . 利用光合细菌法处理糖蜜酒精发酵废液中试研究 [ J] . 中国环境科学 , 1998, 18( 2) : 173 175 朱核光 , 史家 木 梁, 徐亚同 . 光合细菌法处理酒糟废水的试验研究 [ J] . 上海环境科学 , 1995, 14( 1) : 8 10 陈繁忠 , 朱好根 , 崔明超等 . 利用光合细菌处理养猪场污水的试验研究 [ J] . 环境工程 , 2000, 18( 5) : 10 12 宋志文 , 郭本华 , 曹军 . PSB 在有机废水处理方面的应用与发展 [ J] . 重庆环境科学 , 2003, 25( 11) : 187 189 郭本华 , 陆青艳 , 宋志文 . 光合细菌在环境污染防治中的应用 [ J] . 青岛建筑工程学院学报 , 2004, 25( 1) : 61 65 国家环保局 水和废水监测分析方法编委会 编 . 水和废水监测分析方法 [ M] . 北京 : 中国环境科学出版社 , 1989
实验条件 黑暗好氧 对照组 光照厌氧 对照组
表 1 光合细菌菌 株 NS 对污水净化效果
原水 COD mg/ L 237 237 236 242 处理 72hCOD mg/ L 126 10 180 6 151 5 202 6 去除率 % 46. 8 23. 1 36. 0 16. 5
光合细菌对生活污水 COD 去除率不高 , 均低于 50% , 经过观察发现这与该光合细菌菌株的沉降性能较差 有关 , 提示我们在应用该菌株处理生活污水时要充分考虑到这一点.
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实验结果
菌株的个体和群体形态特征
经过多次实验, 分离出一株光合细菌 , 编号为 NS, 该菌株纯菌落在琼脂培养基上呈鲜红色到紫红色 , 圆形, 光滑湿润 , 稍突起 , 边缘整齐 , 有光 泽, 菌落 直径在 0. 3~ 0. 8mm. 该菌株在光照厌氧条件下培养菌液呈鲜红 色, 在好氧光照条件下培养菌液呈白色至浅红色, 在好氧 黑暗条件下培养菌液呈乳白色 . 菌株 NS 的个体形态为杆状, 略有弯曲, 大小为 1. 5~ 2. 0um 0. 2~ 0. 5um, 革兰氏染色阴性, 二分裂法方式繁殖. 2. 2 光合细菌的生长曲线 取光合细菌菌液 1ml 接种到装有光合细菌液体培养 光照厌氧条件
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材料与方法
培养基 NH 4Cl 1. 0g, CH 3 COONa 3. 5g, MgCl2 0. 1g, CaCl2 0. 1g, KH 2 PO4 0. 6g, K2 HPO4 0. 4g, 酵母膏 0. 1g, 水 固体培养基 , 由在液体培养基中加入 2% 的琼脂制成.
1000mL pH7. 2. 1. 2 菌种的分离方法 取少量荣成市人工湿地污水处理系统底泥加到含有 15ml 液体培养基的磨口试管中, 液体石蜡封口 , 在温度 30 、 白炽灯光照( 光照强度 2000~ 2500lx) 、 厌氧条件下进行富集培养 , 待培养液变为红色后 , 取 1ml 菌液转接到新鲜培养液中, 连续转接 2~ 3 次后 , 采用液体稀释法和琼脂法相结合的方法, 反复挑取单 菌落 , 最终获得光合细菌的纯菌落 .
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结
论
( 1) 光合细菌菌株 NS 的最适生长条件是 pH6. 5, 温度 30 , 盐度 0. 5% , 菌株的停滞期大约为 72h, 对 数生长期为 96h. ( 2) 该菌株对生活污水具有一定的净化效果 , 在适宜条件下 , 经 72h, 在黑暗好氧条件下对生活污水 COD 的去除率可达 46. 8% , 在光照厌氧条件下对生活污水 COD 的去除率为 36. 0% .
图 1 光合细菌菌 株 NS 的生长曲线
基的磨口玻璃试管中, 液体石蜡封口, 30
下培养 , 每隔 24h 取样测定 OD660 值, 以培养时间为横坐标 , 以 OD660值为纵坐标 , 做出菌株 NS 的生长曲线, 见图 1. 从图 1 中可以看出, 光合细菌菌株 NS 的停滞期较长 , 大 约为 72h, 对数生长期为 96h, 稳定期大约为 96h. 2. 3 初始 pH 对细菌生长的影响 取对数生长期光合细菌菌株 NS 菌液 1ml, 分别加到 pH3. 5, 4. 5, 5. 5, 6. 5, 7. 5, 8. 5 的液体培养基中 , 光照厌氧条件下培 养 96h, 测定 OD660 , 确定不同初始 pH 对菌株 NS 生长的影响 , 结果见图 2.
