论文摘要
越来越严重的富营养化,尤其是亚硝酸盐污染已成为水产养殖业常见且难以预防的危害因素之一。微生物的反硝化脱氮法是解决上述问题的有效手段之一。本课题通过广泛取样,分离出202株反硝化细菌。用灭菌的LB培养基调节控制水样的CODMn约为25 mg/L,以此水样为基础,通过定量测定菌株反硝化能力的方法,同时结合实验室保存的反硝化芽孢杆菌DNF409的反硝化特点,筛选出一株同等条件下不会严重积累亚硝酸盐的菌株A13。通过生理生化试验和16S rDNA序列分析,菌株A13鉴定为地衣芽孢杆菌。研究表明:在影响反硝化效率的因素中,CODMn是关键因素。在CODMn低于10.5 mg/L时,两株菌A13和DNF409都只能进行微弱的反硝化作用。添加碳源后能显著提高反硝化作用,其中以添加乙醇效果最明显,向水样中添加0.2%（v/v）的乙醇后,反硝化脱氮率达99%以上。在pH为6.0-8.0的范围内,反硝化效率没有明显的差别,即在自然水体中,pH不会成为反硝化脱氮的限制因素。在温度超过20℃时,反硝化作用能进行得比较完全。投菌量对反硝化作用也有明显的影响,在CODMn为19 mg/L时,一次投菌量需要达到107cfu/mL才会有明显效果。由于反硝化作用的进行,两株菌对降低水样的CODMn也能起到一定的作用。研究过程中发现,不灭菌水样中,两株菌的反硝化效率明显优于灭菌水样;相同CODMn的野芷湖水样和蒸馏水样,前者的反硝化作用明显优于后者。分析可能是微生物菌群的协同反硝化作用。因此将两株菌协同联合应用。为了确定它们的联合应用方式,分别跟踪检测了它们各自的反硝化特点。研究结果显示:在前12 h内,DNF409降解硝酸盐的速度明显优于A13,但同时迅速积累大量的亚硝酸盐;在前24 h内,它们都能将硝酸盐降解到很低的水平,但DNF409积累的亚硝酸盐比A13严重,随着时间的进一步延长,达到156 h时,亚硝酸盐均会上升。根据两株菌的不同的作用特点及协同作用原理,通过试验建立了组合应用模式,首先使用DNF4`09菌株,24 h后再向水样中投加A13,比仅仅应用单株菌脱氮率提高近30%。以此组合应用模式为基础运用响应面分析法,得出最佳反硝化作用条件为:CODMn为35.1 mg/L,温度为32.5℃,投菌量为6.2×106 cfu/mL,反硝化时间为114.2 h,此时脱氮率达99%以上。本课题研究了在特殊条件下的反硝化作用。在有机氮如酵母粉存在的条件下,能促进反硝化过程的进行;在无机氮如硫酸铵存在的情况下,仍能进行反硝化作用;如果溶氧较高,将会显著的抑制反硝化作用。