相容性溶质对强化耐盐苯酚降解菌群的影响_纪美娜.pdf
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1、第 3 期第 53 卷作者简介:纪美娜(1996.12),女,汉族,山东烟台人,硕士研究生在读,研究方向:高盐有机废水的处理。E-mail:。*通讯作者:杨浩(1981.09)男,汉族,湖北鄂州人,博士,教授,研究方向:界面功能材料研究。E-mail:。相容性溶质对强化耐盐苯酚降解菌群的影响纪美娜,杨浩*武汉工程大学环境生态与生物工程学院 湖北,武汉 430205摘要:文章探究了两种不同相容性溶质(甜菜碱、海藻糖)对强化耐盐苯酚降解菌群的影响。结果表明,在驯化过程中,海藻糖的促进效果优于甜菜碱,添加 5 mM 海藻糖驯化得到的微生物菌群在1%的盐度条件下,18 d 后对 200 mg/L 苯酚
2、的降解率为 100%,累计产气 8 mL,与对照组相比,显著提升了微生物菌群的降解效果。这表明,在驯化过程中添加海藻糖可以提高微生物降解效率。关键词:苯酚;相容性溶质;菌群;降解doi:10.3969/j.issn.1001-6678.2023.03.042第 53 卷第 3 期2023 年 6 月工业微生物Industrial MicrobiologyVol.53 No.3Jun.2023人类的许多生产活动会产生大量废水,这些废水不仅含有大量盐分,而且还含有大量酚类物质1,这些物质会严重影响人体健康。因此,高效处理高盐含酚废水具有重要意义。厌氧生物处理法因为投资少、不会产生二次污染等优点而受
3、到广泛关注。耐盐微生物能够适应高盐环境,目前认为其具有三种渗透调节机制:吸钾排钠机制、酶的稳定机制5和相容性溶质机制。相容性溶质机制是通过微生物自身合成或者在细胞内积聚相容性溶质来抵御外界高渗透压、保持细胞内外平衡的机制,该方法是微生物在适应外界渗透压波动时一种非常灵活的方式2。本文主要研究相容性溶质在富集过程中对菌群处理含酚高盐废水的影响,并探讨了所得菌群的实际降解情况。1材料与方法1.1实验材料1.1.1实验仪器分析天平、高压灭菌锅、高速冷冻离心机、双层震荡培养箱、厌氧手套箱、气相色谱仪、恒温冷却热循机。1.1.2实验药品甜菜碱、海藻糖,苯酚,氯化钠,磷酸二氢钾,氯化铵,氯化钾,二水合氯化
4、钙,氯化氢,氢氧化钠,六水合氯化钴,四水合氯化镁,氯化锌、二水合氯化铜,硼酸,六水合氯化镁,五水合亚硒酸钠,二水合钨酸钠,四水合氯化亚铁,盐酸,L-半胱氨酸、九水合硫化钠。1.2实验方法1.2.1无机盐培养基的配制(1)100无机盐母液(g/L):氯化钠 1,六水合氯化镁 0.5,磷酸二氢钾 0.2,氯化铵 0.3,氯化钾 0.3,二水合氯化钙 0.015。(2)1 000微量元素母液(g/L):氯化氢(25%,W/W)10 mL,四水合氯化亚铁 1.5,六水合氯化钴0.19,四水合氯化镁 0.1,氯化锌 0.07,二水合氯化铜0.002,硼酸 0.006,二水合钼酸钠 0.036,六水合氯化
5、镍 0.024。(3)1 000Se/W 溶液母液(g/L):氢氧化钠 0.5,五水合亚硒酸钠 0.006,二水合钨酸钠 0.008。无机盐培养基(1 000 mL 体系):10 mL100无机盐母液、1 mL1 000Se/W 母液、1 mL1 000微量元素母液、1 mL0.1%刃天青溶液、0.048 g 九水合硫化钠、0.25 g 半胱氨酸,121 条件下灭菌 30 min。169-第 3 期第 53 卷工业微生物1.2.2耐盐苯酚降解菌群的富集厌氧条件下,将厌氧颗粒污泥和无机盐培养基(110)加入 100 mL 血清瓶中,体积为 50 mL,以200 mg/L 苯酚作为唯一的碳源,盐度
6、初设为 0%,向反应体系中分别加入 1 mmol/L、2 mmol/L、5 mmol/L的甜菜碱、海藻糖作为实验组,以不添加相容性溶质作为对照组,随后使用丁基胶塞和铝盖将血清瓶封闭,放入 37、180 r/min 培养,一定时间后取样检测,待对照组苯酚降解率达到 50%时,更换培养基并将体系提高至下一个浓度。1.2.3苯酚浓度的测定采用气相色谱仪(GC 8860,Agilent),检测器:FID,进样口:250,检测器:300,柱箱初始温度为 50,保持 2 min;以 6/min 升至 150;再以20/min 升至 240 保持 2 min。1.2.4丙酸浓度的测定同上,检测器:FID,进
7、样口:230,检测器:300,柱箱初始温度为 60,保持 2 min 后以 15/min 升温至 230 保持 1.5 min。1.2.5甲烷产量的测定同上,检测器:TCD,进样口:230,色谱柱:60,保持 2 min 后以 15/min 升温至 230 保持1.5 min,检测器:300。2结果与讨论2.1相容性溶质对苯酚降解的影响在 0%、0.5%、1%盐浓度条件下,比较相容性溶质对苯酚降解的影响。结果表明,海藻糖的作用效果优于甜菜碱,在 0%盐浓度条件下,海藻糖的作用表现出低促高抑的效果,但随着盐浓度提高,更高浓度海藻糖的作用效果更加明显了,见图 1。图 1相容性溶质添加对苯酚降解的影
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