原生态复合菌对浅海养殖区氮和有机污染的净化作用研究

论文摘要

近年来浅海养殖业迅猛发展,但有些长期进行养殖的区域,氨氮、亚硝酸氮和有机物污染严重,致使水体恶化,水产生物大量死亡,限制了产业的可持续发展。由于自然选择和细菌具有适应性变异特性,浅海养殖区中必定含有适合原生态环境、对污染物有一定降解能力的菌群存在,利用天然微生物来治理污染是一种经济实惠、操作简单、无毒副作用的常用手段。首先,本课题组从浅海网箱养殖区富营养沉积环境中采集原生态菌群,利用硝化菌和异养菌培养基对其进行富集培养,并通过各种培养条件的调节和较高浓度葡萄糖的添加,逐步提高原生态复合菌中对氨氮、亚硝酸氮和溶解有机物有较高去除能力的细菌的数量,经过近三个月富集,得到一个由十几株菌组成的原生态复合净化菌群。之后,把筛选到的原生态复合菌和人工组合菌群及几种商品微生物制剂及,包括海水1号、海水2号、生物亚硝净、诺必清和拜尔康等进行了对比。测定它们在去除氨氮、亚硝酸氮和有机物能力方面的差异。实验证明原生态复合菌的净化能力在总体水平上高于人工组合菌群和几种商品微生物制剂。同时,还研究了不同条件下复合菌对氨氮、亚硝酸氮和溶解有机物的去除规律,测定了复合菌液添加量、处理时间、温度、pH值、葡萄糖添加量和盐度对复合菌净化能力的影响,及优化条件的综合效果。确定了复合菌处理养殖水体污染物的适宜条件。当复合菌的添加量为3%,处理时间为4d,温度为30±2℃,pH值为8.1±0.2,葡萄糖添加量为2g/L,含盐量为30±10g/L时,降解效果最佳。氨氮、亚硝酸氮和溶解有机物的去除率分别达到79.1%、85.2%和88.7%。.这为原生态复合菌的培养和应用提供了较好的理论和实践依据。最后,对筛选出的高效菌群进行固定化处理,对比了珊瑚石、生化球和陶瓷环三种载体的挂膜效果,结果表明以珊瑚石为载体,挂膜效果最好;并进行了环境模拟试验,发现原生态复合菌在模拟环境中仍可保持较好的净化效果。这为浅海养殖环境的修复和调控提供了一定的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 综述我国浅海网箱养殖现状及其环境修复研究进展
• 1.1 我国浅海网箱养殖历史及现状
• 1.2 浅海网箱养殖区存在的环境问题
• 1.2.1 氮污染问题
• 1.2.2 有机物污染问题
• 1.3 养殖环境的生物修复
• 1.3.1 微生物相关制剂
• 1.3.2 原生态复合菌
• 1.3.3 硝化菌的作用
• 1.3.4 有机物降解菌的作用
• 1.4 微生物固定化材料
• 1.4.1 吸附载体的优点
• 1.4.2 载体的选择依据
• 1.5 行业发展趋势
• 1.5.1 微生物修复与动物修复、植物修复的结合
• 1.6 本研究的目的和意义
• 2 原生态复合菌的采集、富集培养和去除能力的提高过程
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 复合菌的采集
• 2.1.2 富集培养基和降解溶液
• 2.1.3 富集培养
• 2.1.4 菌浓度测定
• 2.1.5 去除能力测定
• 2.2 结果
• 2.2.1 复合菌浓度的变化
• 2.2.2 对氨氮去除能力的提高
• 2.2.3 对亚硝酸氮去除能力的提高
• 2.2.4 对有机物降解能力的提高
• 2.3 讨论
• 3 原生态复合菌和人工组合菌的去除效果对比
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 复合菌菌种组成分析及纯种分离
• 3.1.2 吸光值与细菌浓度关系测定
• 3.1.3 单株菌的去除效果实验
• 3.1.4 不同组合菌的去除效果对比实验
• 3.2 结果
• 3.2.1 菌种组成及分离结果
• 3.2.2 吸光值与细菌浓度关系方程
• 3.2.3 单菌种的去除效果对比
• 3.2.4 原生态复合菌和人工组合菌的去除效果对比
• 3.2.5 原生态复合菌和人工组合菌对不同污染负荷的去除情况
• 3.3 讨论
• 4 原生态复合菌和几种商品微生物制剂的去除效果对比
• 4.1 材料与方法
• 4.2 结果
• 4.2.1 商品制剂和复合菌对氨氮的去除效果对比
• 4.2.2 商品制剂和复合菌对亚硝酸氮的去除效果对比
• 4.2.3 商品制剂和复合菌对有机物的去除效果对比
• 4.3 讨论
• 5 原生态复合菌去除浅海养殖水体污染物的影响因子研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 复合菌液添加量对去除效果影响实验
• 5.1.2 处理时间对去除效果影响实验
• 5.1.3 温度对去除效果影响实验
• 5.1.4 pH 对去除效果影响实验
• 5.1.5 葡萄糖添加量对氨氮、亚硝酸氮去除效果影响实验
• 5.1.6 盐度对去除效果影响实验
• 5.1.7 测定最佳条件的综合效果实验
• 5.2 结果
• 5.2.1 复合菌液添加量对去除效果的影响
• 5.2.2 处理时间对去除效果的影响
• 5.2.3 温度对去除效果的影响
• 5.2.4 pH 值对去除效果的影响
• 5.2.5 葡萄糖添加量对氨氮、亚硝酸氮去除效果的影响
• 5.2.6 盐度对去除效果的影响
• 5.2.7 最佳条件下的综合去除效果
• 5.3 讨论
• 5.3.1 复合菌液添加量对去除效果的影响
• 5.3.2 处理时间对去除效果的影响
• 5.3.3 温度对去除效果的影响
• 5.3.4 pH 值对去除效果的影响
• 5.3.5 葡萄糖添加量对氨氮、亚硝酸氮去除效果的影响
• 5.3.6 含盐量对去除效果的影响
• 5.3.7 最佳条件的综合效果
• 6 原生态复合菌的固定化及模拟应用
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 材料
• 6.1.2 挂膜及菌膜对污染物降解能力的测定实验
• 6.1.3 模拟应用实验
• 6.2 结果
• 6.2.1 菌膜对污染物去除能力测定结果
• 6.2.2 模拟应用的单因子影响实验
• 6.3 讨论
• 7 小结
• 参考文献
• 致谢