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硫酸盐还原菌及其在废水处理应用中的研究进展

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硫酸盐还原菌及其在废水处理应用中的研究进展

作者：徐曼 付志敏

来源：《山东工业技术》2014年第14期

摘 要：硫酸盐还原菌（SRB）是一类分布广泛，利用硫酸盐或者其他氧化态硫化物作为电子受体来异化有机物质的兼性厌氧菌。本文在介绍了SRB的生理特性和代谢机理，阐明了SRB降解水中污染物原理，探讨了SRB在处理含重金属离子矿山酸性废水和有机废水中的应用现状及研究进展。

关键词：硫酸盐还原菌（SRB）；生理特性；微生物燃料电池（MFCs）；有机废水

社会不断进步和人们生活水平的提高，使得各种废（污）水的产生量随之增多， 由此带来的环境污染问题引起了人们的极大关注。废水处理法中的生物法由于成本低、效果好而倍受青睐，以硫酸盐还原菌（Sulfate-Reducing-Bacteria，SRB）为代表的生物处理法作为一项新的实用技术应用前景广阔[1-4]。

本文针对近年来SRB的发展状况进行了综述，介绍了SRB的生理特性，分类和代谢机理，以及处理废水的机理、特点与研究现状，还有近来新兴的关于微生物燃料电池的应用，指出SRB处理废水作为一项新的实用技术极具潜力。

1 SRB的基本特性

1.1 SRB的生理特性

SRB是指一类在无氧或极少氧条件下，具有可把硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等硫氧化物以及元素硫还原成硫化氢这一生理特性的细菌的统称。近年来，国内外学者对SRB研究做了大量的工作，包括SRB的生态特性、毒理学研究及其污染与防治方法、分离及筛选、处理工艺及反应器等[1]。SRB分布广泛，它们存在于含硫沉积物、厌氧污泥、污水、金属管道或容器，动物肠道或口腔等，还存在于土壤、水稻田、海水、盐水、自来水、温泉水、地热地区。

SRB属于异养微生物，生长代谢转化硫酸盐需要一定的碳源，碳源可以增加其生物量和作为电子供体进行硫酸盐还原，对于SRB的生长代谢和还原作用有直接影响。研究表明SRB可以利用的有机基质有很多种类，最普遍的是利用C3、C4脂肪酸（乳酸盐、丙酮酸、苹果酸），国外也有研究者曾利用氨基酸、乙酸、丙酸、丁酸和一些长链脂肪酸以及初沉池污泥、剩余活性污泥、糖蜜[2]、经过气提的奶酪乳清和橡胶废水等作为碳源进行研究，还有学者发现SRB可以利用纯一氧化碳[3]，还有长链烷烃[4]。对于几种主要的碳源，研究表明[5]SRB利龙源期刊网

用丙酸盐、丁酸盐、乳酸盐、乙酸盐的硫酸盐还原强度依次降低。SRB不能利用乙酸、丙酸、正己酸、苯酚[6]。

SRB在有氧和无氧的环境下均能生长，在厌氧条件下最适温度为31～35oC，最适pH为6≤pH≤6.5[6]，当COD/SO42-=2.7[7]时，硫酸盐几乎可以被完全去除。另外SRB对光很敏感。在通常的发散日光下，SRB会受到完全的抑制，故SRB有机体必须在黑暗中培养。

1.2 SRB的分类

根据《伯杰细菌鉴定手册》（第八版），在废水处理系统中常见的SRB有8个属（见表1）主要为不产芽孢的脱硫弧菌属和产芽孢的脱硫肠状菌属。

根据所利用的底物[8]，可将废水处理系统中的SRB分为三类：（1）氢营养型硫酸盐还原菌（HSRB）；（2）乙酸营养型硫酸盐还原菌（ASRB）；（3）高级脂肪酸营养型硫酸盐还原菌（FASRB）。也有根据rRNA测序分析[9]，将SRB分为革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、嗜热细菌和嗜热古细菌。其中，最常见的是不产芽孢革兰氏阴性嗜温SRB。在淡水及其他含盐量较低的环境中，分离到的多为革兰氏阳性、产芽孢的SRB。

根据生理生化特性的不同，可将SRB分为异化硫酸盐还原细菌和异化硫还原细菌。前者可以利用乳酸盐、丙酮酸盐、乙醇等作为碳源和能源，还原硫酸盐生成硫化物；后者则不能还原硫酸盐，只能还原其他硫化合物（亚硫酸盐、硫代硫酸盐）。

表1 硫酸盐还原菌（SRB）的分类

菌属名称 氧化类型 菌属特性

脱硫孤菌属 不完全氧化 利用乳酸盐、乙醇丙酸盐等作为生长基质而将其氧化到乙酸水平

脱硫肠状菌属

脱硫单胞菌属

脱硫洋葱状菌属

脱硫杆菌属 完全氧化 专一性的氧化某些脂肪酸（乙酸等）至最终产物CO2

脱硫球菌属

脱硫八叠球菌属

脱硫螺旋体菌属 龙源期刊网

1.3 SRB的代谢机理

SRB的分解代谢在国内外研究很多，合成代谢的研究几乎没有，SRB的代谢利用硫酸盐，使环境中的硫酸盐减少或耗尽。由于S2-，HS-与氢结合生成反应的终产物H2S，使体系的氧化还原电位下降。SRB的代谢过程可以分为3个阶段：分解代谢、电子传递、氧化[10，11]，如图1所示。

图1 SRB的分解代谢过程

在分解代谢第一阶段，有机物碳源在厌氧状态下被降解，同时通过“基质水平磷酸化”产生少量ATP和高能电子；第二阶段，前一阶段释放高能电子通过SRB中特有的电子传递链（如黄素蛋白，细胞色素C3等）逐级传递，产生大量的ATP；在最后的氧化阶段中，电子被传递给SO42-， 并将其还原为S2-，此时， 需要消耗ATP提供能量。从这一过程可以看出，有机物不仅是SRB的碳源，也是其能源，SO42-仅作为最终电子受体。

SO42-作为SRB代谢过程中的最终电子受体，将被还原成S2-，它的还原过程主要分为三步。首先在细胞体外积累，然后进入细胞。在细胞内，第一步反应是在ATP-硫酸化酶的催化作用下，SO42-和ATP反应生成腺苷酰胺酸（APS）和很快分解为无机磷酸（Pi）的焦磷酸（PPi）。第二步，APS在APS-还原酶的作用下生成亚磷酸盐磷酸腺苷（AMP）。第三步，亚磷酸盐经过脱水分解氧化生成最终代谢产物S2-排出，如图2所示。

图2 SRB的分解过程

2 SRB在处理废水中的应用

2.1 SRB处理酸性矿山废水

酸性矿山废水（Acidic Mine Drainage，AMD）含有大量SO42-以及重金属离子，未经处理排放到环境中，SO42-厌氧条件下生成硫化氢，造成恶臭气味，硫化氢对于水生生物具有毒害作用，重金属离子污染地下水、土壤或水生生物，对人类的生活造成影响。由于重金属离子在环境中无法被分解，因而一旦进入环境后就会不断地积累而难以去除，对环境造成长期污染和破坏。

在处理重金属离子时，主要通过三种方式改善废水水质：产生的硫化氢与溶解的金属离子反应，生成溶解度非常低的金属硫化物从溶液中除去[12，13]；SO42-还原消耗水合氢离子，

使得溶液pH值升高， 金属离子以氢氧化物形式沉淀；SO42-还原反应降低了SO42-浓度；SO42-还原反应以有机物氧化产生的重碳酸盐形式造成碱性， 使水质得到改善。

利用SRB处理AMD成本较低，Tony Jong[14]以沙石作为厌氧填充床反应器中的填料及混合系SRB生长的载体进行研究，有机物和SO42-负荷分别为7.43 kg/d.m3和3.71 kg/d.m3，经过厌氧处理后，废水pH值由4.5上升到7.0，SO42-去除率达82%，Cu、Zn和Ni去除率达龙源期刊网

97.5%以上，As和Fe去除率则分别为77.5%和82%，但对于Mg和Al的去除没有效果。李亚新[15]等研究表明，污水厂污泥的酸性发酵产物可作为SRB的合适碳源。常温（20 ℃）条件下，当AMD中SO42-浓度为3000 mg/L，pH=3.0，COD/SO42-比值为1.0左右，进水SO42-负荷为5.22 kg SO42-/m3.d时，SRB的还原能力可达到3.32 kg SO42-/m3·d。AMD处理出水pH值可达6.0，SO42-还原率为63.6%，COD去除率为45.1%，重金属Fe2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+去除率均在89%以上；出水pH值和重金属离子浓度均满足排放标准。Özverdi等[16]运用硫沉淀的方法去除重金属Cu2+， Cd2+和Pb2+，在低pH（94%和Pb2+>92%，吸附能力为Pb2+>Cu2+>Cd2+。

利用SRB处理AMD成本较低，但是由于生物处理的过程复杂，所以还需要在：有机碳源种类、反应器类型及提高SRB细菌在不同条件下（pH值、重金属存在）的硫酸盐脱除能力等方面进行深入的研究。

2.2 SRB处理有机废水

近年来兴起的造纸、食品等轻工业排放的生产废水中除含高浓度的有机物外， 往往还含有高浓度硫酸盐， 此类废水属高硫酸盐有机废水。这些废水若处理不善， 排入水体不仅会产生具有恶臭味和腐蚀性的H2S， 而且直接危害人体健康和生态平衡。在微生物厌氧消化过程中[17，18]， 产甲烷细菌（Methane-Producing-Bacteria，MPB）对有机物的去除起了重要的作用， 但是在高SO42-有机废水中， SO42-还原对产甲烷过程具有不利影响。

SO42-还原对厌氧消化的影响机制归纳为两方面[19]，（1）SRB与MPB在利用共同底物（H2和乙酸）上的初级竞争性抑制作用；因为SRB具有较低的Km值（表2）， 因而在底物亲和力方面更具优势[20]。从热力学角度看，SO42-还原作用比产甲烷反应具有更高的△G0绝对值， 因此反应更容易发生。另外， 从生长动力学来讲， SRB较MPB有更高的生长率和细胞产率[21]；且SRB具有较广泛的可利用基质碳源。从反应动力学看，MPB具有较大的比基质降解速率Vmax，在底物浓度较高时， 能有效地进行物质转化和保持代谢平衡，具有竞争优势（见表3），Maillacheruvu[22]发现在低SO42-浓度废水中MPB生长优于SRB，因而在处理COD/SO42- 浓度比值较大的有机废水时， SRB的不利影响较小。

表2 SRB和MPB利用H2和乙酸的比较

细菌 基质 反应方程式 Km

（mM/L） △G0

（kJ）

SRB 乙酸H2 2CH3COO-+2SO42

+2H+=2CO2+H2S+HS+2HCO3-+2H2O 龙源期刊网

8H2+2SO42-+3H+=H2S+HS-+8H2O

0.2

0.001 -71.7

-152.5

MPB 乙酸H2 CH3COO-+ H2O =CH4+HCO3-

4H2+CO2=CH4+H2O

3.0

0.006 -31

-135.9

表3 SRB和MPB的动力学常数比较

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油田污水中硫酸盐还原菌检测技术的研究进展

油田污水中硫酸盐还原菌检测技术的研究进展

亿　与生物Ｚ程２０１２，Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．６　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—５４２５．２０１２．０６．００５　油田污水中硫酸盐还原菌检测技术的研究进展　关淑霞，叶海春。范莹莹　（东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆１６３３１８）　摘要：介绍了硫酸盐还原茵（ＳＲＢ）在油田污水中的生长特性，综述了硫酸盐还原茵检测技术的研究新进展，分析　比较了各种检测技术的优缺点。为选择更有效的检测方法提供了依据，也为进一步完善检测技术指明了方向。　关键词：硫酸盐还原茵；检测技术；油田污水；研究进展　中图分类号：Ｑ　８１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—５４２５（２Ｏｌ２）Ｏ６一ＯＯ１７一Ｏ３　在油田生产过程中，硫酸盐还原菌（Ｓｕｌｐｈａｔｅ　ｒｅ－　ｄｕｃｉｎｇ　ｂａｃｔｅｒｉａ，ＳＲＢ）的大量繁殖造成一系列严重问　题：油田注水设备的腐蚀、地下油层被污染、管线堵塞　等。据报道，美国由于ＳＲＢ造成生产井的腐蚀约占　７７　以上，每年经济损失约１２０亿～１３０亿美元［ｈＺ］。　为控制ＳＲＢ的大量繁殖，常采用投加杀菌剂的方法，　但随着细菌耐药性的增强，杀菌剂投加量及杀菌费用　不断增加。若能及时、准确地检测ＳＲＢ，则能有效控　制杀菌剂投加量。　目前，检测ＳＲＢ的技术主要有以下几种：传统培　养检测技术、显微镜直接检测技术、传感器检测技术、　代谢物检测技术、ＰＣＲ技术、荧光原位杂交技术等。　作者在此综述了近年来国内外ＳＲＢ检测技术的研究　新进展，并分析比较各种检测技术的优缺点，拟为选择　更为有效的检测方法提供依据，也为进一步完善检测　技术指明方向。　度在９０００　ｍｇ・Ｌ　时较合适，ＨＰＡＭ浓度在５００　ｍｇ　・Ｌ＿１为宜；对ＳＲＢ生长影响最大的是ｐＨ值，ＨＰＡＭ　浓度和温度次之，影响最小的是矿化度；当温度高于　５Ｏ℃或低于２Ｏ℃、ＰＨ值大于９或小于７、ＨＰＡＭ浓　度超过１０００　ｍｇ・Ｌ　时均可能对ＳＲＢ有抑制作用。　Ｌａｒｒｙ等研究发现，ＳＲＢ生长环境的Ｅｂ必须低于一　１５０　ｍＶ。张小里等［４］研究发现：ＳＲＢ能够耐受氧气浓　度为４．５　ｍｇ・Ｌ　的环境，但是溶解氧的浓度不能超　过９．０　ｍｇ・Ｌ＿。；能够正常生长在ＮａＣｌ浓度小于　０．８１８％的溶液中，当ＮａＣＩ浓度在０．９７２　～２．２２８　时，ＳＲＢ只能存活在水下沉积物中，当ＮａＣ１浓度大于　２．４５％时，ＳＲＢ不能存活；Ｆｅ抖含量小于１３　ｍｇ・Ｌ　时ＳＲＢ的生长繁殖受到抑制，随着溶液中Ｆｅ２　含量　的增加，ＳＲＢ代谢旺盛，生长高峰期延长，高含量的　Ｆｅ。＋对ＳＲＢ生长繁殖没有抑制作用；但在有氧和无氧　环境下ＳＲＢ生长的适宜ｐＨ值不同。　１　ＳＲＢ的生长特性　２　ＳＲＢ的检测技术　ＳＲＢ是指能将亚硫酸盐、硫酸盐、硫代硫酸盐等　含硫氧化物及单质硫还原成Ｈ。Ｓ的细菌的统称；是一　类营养类型多样、形态各异、能利用含硫物质或利用其　它氧化态硫化物作为电子受体进行异化有机物质的厌　氧细菌。ＳＲＢ的生长繁殖受到很多因素的影响，如温　度、ｐＨ值、矿化度及聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）浓度等。山　丹等口　研究了温度、ｐＨ值、矿化度及ＨＰＡＭ浓度对　ＳＲＢ优势菌生长的影响，结果表明：油田污水中ＳＲＢ　生长的最佳温度为４Ｏ℃、最佳ｐＨ值为８，污水中矿化　２．１传统培养检测技术　传统培养检测技术是目前油田应用较为广泛的方　法。其原理是：将待测污水样用１　ｍＬ无菌注射器逐　级注射到细菌测试瓶中接种稀释，恒温培养，根据细菌　的阳性反应和稀释倍数，计算污水样中细菌的含量。　该法的依据是ＡＰＩＲＰ－３８美国石油学会推荐的地下注　入水分析方法中的绝迹稀释法。白莉［５］发明了能直接　用于测定ＳＲＢ含量的测试液和测试瓶。　传统培养检测技术主要是用培养基激活ＳＲＢ，使　收稿日期：２Ｏ１２—０３—１４　作者简介：关淑霞（１９７０一），女，黑龙江大庆人，副教授，主要从事油品分析与检测方面的研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｓｘ１５８＠１６３．ｃｏｒｎ。

硫酸盐还原菌处理含重金属废水的实验研究

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研究报告　！Ｑ　Ｑ：！　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　硫酸盐还原菌处理含重金属废水的实验研究　马春花’　胡寒桥　（１．株洲市规划设计院　湖南株洲４１　２００３；２．南华大学核资源与核燃料工程学院　湖南衡阳４２１　００１）　摘要：含重金＾的工业废水和矿山酸性度水的处理是当前一个重要的环境问题。从有色金属矿山尾矿库分离培养出硫酸盐还原茵混合　茵群，并进行了耐重金属的．驯化培养。利用驯化培养的硫酸盐还原茵对不同组成和浓度的度水进行了处理实验，结果表明，所培养的硫酸　盐还原茵混合茵群可有效去除废水中的硫酸盐和ｃｕ，ｃｄ、Ｐｂ．ｚｎ等重金属，去除率可达到７　５％以上。　关键词：硫酸盐还原茵　重金属　废水处理　中图分类号：ｘ７０３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—０９８ｘ（２ｏ１０）０７（ｂ）一０００４—０２　工业的迅速发展造成环境污染日益严　重，废水污染便是其中一项重要内容，成为　世界各国环境工作者面临的重大问题。电　镀、冶金、制革、采矿等工业生产都会产生　含重金属废水，由于重金属易于在生物体　和水体内积聚，并对人体健康有重要影响，　因此重金属作为第一类污染物必须有效去　除。重金属废水的传统处理方法主要有化　学沉淀、离子交换吸附、蒸发和电解等，这　些方法存在投资和运行费用高、沉淀去除　效果不理想、易造成二次污染等缺陷。自２０　世纪８０年代以来，人们开始转向研究微生　物法处理重金属废水【）１　１，并发现微生物处　理废水具有成本低、效果好、无二次污染等　优点，其中硫酸盐还原菌（ＳＲＢ）是研究和应　用的主要微生物之一。本文对硫酸盐还原　菌开展了分离驯化培养和处理废水的初步　实验研究。　１实验材料和方法　１．１实验仪器　主要仪器设备如下：ＬＲＨ—ｌ５０Ｂ型生化　培养箱、ＨＤ２－ＨＺＱ立式恒温振荡器、ＧＢ３０３　电子天平、ｐＨＳ－３Ｃ型精密ｐＨ计、高速台式　冷冻离心机、手提式压力消毒锅、抽滤装置　一套、ＤＨＧ－９　１　２３Ａ台式电热恒温鼓风干燥　箱、生物显微镜、原子吸收分光光度计。　１．２培养基　实验采用Ｐｏｓｔｇａｔｅ　Ｂ培养基和改进型　Ｐｏｓｔｇａｇｅ　Ｃ培养基，Ｐｏｓｔｇａｔｅ　Ｂ培养基的组　成为（ｇ／１）：０．５ＫＨ，ＰＯ　、１．０ＮＨ４Ｃｌ、１．　０Ｎａ，ｓｏ　、１．０ＣａＳＯ４、２．０　ＭｇＣ￣　７Ｈ，Ｏ、０．５乳　酸钠、３．５柠檬酸钠、１．０酵母浸膏、０．１抗坏　血酸、０．５ＦｅＳＯ　・７Ｈ，Ｏ，蒸馏水１０００ｍＬ。改进　型Ｐｏｓｔｇａｇｅ　Ｃ培养基的组成为（ｇ／Ｌ）：０．５　ＫＨ２ＰＯ４，１．０ＮＨ４Ｃ１，０．０６ＣａＣ１２’６Ｈ２Ｏ，０．　０６ＭｇＣ１，－７Ｈ，Ｏ，６．Ｏ乳酸钠，１．ｏＳｔ母浸膏，０．　３二水柠檬酸钠，０．０４ＦｅＣ１，・４Ｈ，Ｏ，蒸馏水　１０００ｍＬ。用０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣｌ和０．１ｍｏｌ／Ｌ的　ＮａＯＨ将培养基的ｐＨ调节到７．０。培养基的　制备和实验过程中所用的试剂均为通用化　学纯或分析纯药品或试剂。　１．３分析方法　溶液的重金属离子浓度用原子吸收分　光光度法测定，硫酸盐的浓度用分光光度　法测定，微生物的鉴定和计数通过标准的　微生物检测方法实现。　２菌种分离、富集培养及生物学特征　从有色多金属矿山尾矿库１米深处挖　取黑色厌氧活性污泥，厌氧活性污泥是以　ＳＲＢ为主的许多种微生物混杂共生的体系，　且所得微生物对重金属具有一定的适应性　和耐受性　为使ＳＲＢ在微生物群体中占优势　地位，加入适合ＳＲＢ生长的Ｐｏｓｔｇａｔｅ　Ｂ液体　培养基进行分离富集培养。实验中所有培　养基置于高压灭菌锅内进行高压蒸汽灭　菌，灭菌条件为０．１ＭＰａ，１２１℃，１５～２０ｍｉｎ。　玻璃器皿的灭菌条件为０．１ＭＰａ，１　２１℃，　１０ｍｉｎ。　将污泥按每升污泥加入５ｇ无水硫酸　钠，３５℃振荡培养１周。然后按照５％接种到　热灭菌的Ｐｏｓｔｇａｔｅ　Ｂ培养基中，在３５℃恒温　密闭避光培养，直到整个培养基完全变黑，　产生很浓的臭鸡蛋味，以此作为硫酸盐还　原反应发生的标准。按相同比例反复接种，　不断更换新鲜培养基进行培养，直至得到　７２ｈ内能够全部变黑的活性较高的ＳＲＢ菌　液，将此菌液接入培养基中，放入密闭容器　内４℃冷藏避光保存到生化培养箱中备用。　对所获得的ＳＲＢ混合菌群进行ＭＰＮ计　数分析和显微镜形态学研究，结果表明（表　１），以Ｐｏｓｔｇａｔｅ培养基经过多次驯化培养后　获得的细菌主要成分为ＳＲＢ，此外，也含有　表１　实验ＳＲＢ混合菌群的细菌组成　细菌组成　细菌数目（Ｉｎｌ　）　反硝化细菌（Ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ　ｂａｃｔｅｒｉａ，ＤＮＢ）　７。６ｌ×１０　产甲烷菌（Ｍｅｔｈａｎｅ　ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｂａｃｔｅｒｉａ，ＭＰＢ）　３．０７　Ｘ　１０　硫酸盐还原菌（Ｓｕｌｆａｔｅ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｂａｃｔｅｒｉａ，ＳＲＢ）　４．５４×１Ｏ　①．Ｄｅｓｕｆｆｏｖｉｂｒｉｏ（Ｄ．ｄｅｓｕｌ＿ｆｕｒｉｃａｎｓ。Ｄ．ｖｕｌｇａｎｓ）　１０　～ｌ０。　②．Ｄｅｓｕｌｆｏｂｕｌｂｕｓ（Ｄ．ｅｌｏｎｇａｔｅｓ。Ｄ．ｐｒｏｐｉｏｎｉｃｕｓ）　１　～１　③．其它属ＳＲＢ总个数　＜１０　一定量的与ＳＲＢ代谢上有共生和依赖关系　的其他厌氧细菌，例如反硝化细菌（ＤＮＢ）和　产甲烷菌（ＭＰＢ），不过未检测到产乙酸菌　（ＡＢ）。显微镜下细菌主要呈杆状或弧状，有　鞭毛，单极生，以脱硫弧菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂ　ｒｉ０　ｓｐｐ．）在数量上占有绝对优势，每毫升液体　中的数量＞１　０　个，其次为脱硫球茎菌属　（Ｄｅｓｕｌｆｏｂｕｌｂｕｓ　ｓｐｐ．ｏ　３　ＳＲＢ￣ＩＩ化培养和对重金属的耐性　在利用ＳＲＢ处理含重金属离子的废水　的体系中，重金属离子和微生物的代谢之　间存在着相互作用关系。一方面ＳＲＢ可以利　用硫酸盐还原代谢的产物去除重金属离　子，同时废水中的高浓度重金属离子又会　对微生物的生长和代谢活性产生抑制作　用。Ｏｌｉｖｅｒ等人【　】研究了重金属对ＳＲＢ的毒　性，发现重金属对ＳＲＢ的抑制作用作用顺序　为Ｃｕ＞Ｃｄ＞Ｎｉ＞Ｚｎ＞Ｃｒ＞Ｐｂ，其中以Ｃｕ的毒　性最大　ｓＲＢ被抑制的金属浓度分别为　２０ｍｇ／Ｌ　Ｃｄ、２０ｍｇ／Ｌ　Ｃｕ、２５ｍｇ／Ｌ　Ｚｎ、　２０ｍｇ／Ｌ　Ｎｉ、６０ｍｇ／Ｌ　Ｃｒ、７５ｍｇ／Ｌ　Ｐｂ及１５　ｍｇ／Ｌ的金属混合液。因此要处理高浓度的　废水必须对ＳＲＢ进行驯化以提高对重金属　的耐受性。　图１是经过反复驯化后ＳＲＢ生长代谢被　完全抑制的重金属浓度，此时培养基连续　培养１　０天后，实验瓶内仍保持培养基本身　的颜色，整瓶溶液仍然无变黑的迹象。单金　属溶液的抑制浓度分别为Ｚｎ１０５ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ　５５ｍｇ／Ｌ、Ｃｄ　６０ｍｇ／ＬＩＰｂ　１４０ｍｇ／Ｌ；混合　金属溶液（按质量比１：１）的抑制浓度分别为　Ｃｕ＋Ｚｎ７５ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ＋Ｃｄ＋Ｚｎ５０ｍｇ／Ｌ、　Ｃｕ＋Ｃｄ＋Ｚｎ＋Ｐｂ４０ｍｇ／Ｌ。显然，经过驯化培　养后ＳＲＢ对重金属的耐受能力显著提高，对　于金属混合液ＳＲＢ的耐受浓度随混合元素　的增多而降低。重金属离子对ＳＲＢ生长代谢　活性的影响是由于金属离子对酶具有毒性　抑制作用，由于重金属离子带正电荷，一方　面可以和酶蛋白的负离子结合生成沉淀，　使酶变性失活，另一方面与酶的一ＳＨ、－Ｓ－　・Ｓ－、一ＮＨ，、一Ｃ０ＯＨ、一ＯＨ等功能基团形成　牢固的共价键，如发生这样的配位，则酶活　性中心的结构和构象发生改变，从而影响　酶与底物的结合，使酶活力降低或失去作　用。金属作为不可逆抑制剂，溶液中的金属　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　

硫酸盐还原菌的培养及检测方法的研究进展_王丹

硫酸盐还原菌的培养及检测方法的研究进展_王丹

收稿日期:2008-09-09作者简介:王丹(1983-),女(汉族),辽宁盖州人,硕士研究生,E-mailwangdan0417@yahoo󰀁com󰀁cn;游松(1963-),男(汉族),辽宁沈阳人,教授,博士,主要从事天然产物生物学与药学研究,Tel.024-23986436,E-mailyousong206@yahoo󰀁com󰀁cn。文章编号:1006-2858(2009)06-0502-05

硫酸盐还原菌的培养及检测方法的研究进展

王󰀁丹,贾󰀁贞,游󰀁松

(沈阳药科大学生命科学与生物制药学院,辽宁沈阳110016)

摘要:目的综述硫酸盐还原菌的培养及其检测方法的研究进展。方法在查阅国内外文献的基础上,以其中的26篇文献为依据,对硫酸盐还原菌的培养及检测方法进行分析和归纳。结果与结论由于硫酸盐还原菌自身的特点,尤其在制药等行业废水治理方面的优势,硫酸盐还原菌的研究已引起人们的广泛关注。通过综述硫酸盐还原菌的培养方法及其检测技术,为该菌的进一步研究打下了基础。关键词:硫酸盐还原菌;培养;检测;废水处理中图分类号:Q81󰀁󰀁󰀁文献标志码:A

󰀁󰀁硫酸盐还原菌(sulfate-reducingbacteria,

SRB)是一类形态、营养多样化,利用硫酸盐作为有机物异化作用的电子受体的严格厌氧菌。

1895年首先由Beijerinck发现,1903年Delden发

表了有关海水中耐盐菌种的报道。1925年Elion

发现了一种嗜热的SRB[1]。SRB生长能力顽强,

生存环境广泛,是引起钢铁、金属等材料腐蚀的重

要原因之一。据估计,在美国,油井的腐蚀77%

以上由SRB造成[2]。然而,由于SRB可将硫酸盐

异化还原生成硫化氢,硫化氢又能与废水中的许

多重金属生成沉淀,使得SRB在废水处理方面表

现出很大的优越性和可行性[3-4]。制药等行业排

出的废水属于高硫酸盐有机废水,利用SRB可有效去除废水中的硫酸盐,SRB法得到了越来越多

硫酸盐还原菌及其在废水厌氧治理中的应用

硫酸盐还原菌及其在废水厌氧治理中的应用

硫酸盐还原菌及其在废水厌氧治理中的应用

发布时间：2012-5-29 10:24:14 中国污水处理工程网

随着社会经济的高速发展，我国的工业化程度得到极大提高，但伴随着经济发展而出现的环境问题也日益严重。目前城市生活污水处理已在工艺上取得成熟技术并得到应用，但工业废水特别是含高浓度硫酸盐和重金属离子的废水处理仍是令人困惑的技术难题。但关于硫酸盐还原菌(SRB)的研究有望解决这一类废水的处理问题。硫酸盐还原菌(SRB)是一类厌氧异养细菌，其生命力很强，广泛存在于土壤、河水、海水等由微生物分解作用造成的厌氧水陆环境中。SRB是一类形态、营养多样化的细菌，以有机物作为生化代谢的能量来源和电子供体，通过异化作用以硫酸盐为电子受体将其还原。利用这一特性，将其广泛应用于含硫酸盐的废水和含重金属离子废水等方面的处理。SRB处理废水作为一项新技术极具潜力。本文论述了SRB处理废水机理及其生化作用的影响因子，对其在不同种类废水处理中的研究现状进行综述。

1硫酸盐还原菌(SRB)处理废水的机

理及厌氧环境中的影响因子

1.1硫酸盐还原菌(SRB)的分类

SRB是一类厌氧菌，革兰氏染色成阴性。目前已知的SRB有40多种，分类也较为复杂。通常根据其对不同有机物的利用性能，将SRB分为8个属[1](见表1)。

表1硫酸盐还原菌(SRB)的分类

1.2硫酸盐还原菌(SRB)处理废水的机理

对于硫酸盐还原菌(SRB)的代谢机理已有很多报道，但对其合成代谢过程的研究尚不明确，对其分解代谢过程已做过较多研究，现就SRB处理废水的机理简单概括如下:

1.2.1SRB对SO42-的还原机理

关于SRB还原SO42-的机理，具体分为三个阶段;

(1)分解阶段。在厌氧状态下，有机物通过“基质水平磷酸化”产生ATP和高能电子;