高效苯酚降解菌的分離及降解性能的研究

1、高效苯酚降解菌的分離及降解性能的研究引言 石油、化工、煤氣、焦化及酚類等生產(chǎn)廠排放的廢水當(dāng)中含有大量的苯酚1。未經(jīng)凈化的含酚廢水可導(dǎo)致水源被污染，致=j使魚類死亡，危害農(nóng)作物，最終威脅人類的健康。許多國家將苯 酚列為重要的污染物之一。目前，國內(nèi)外處理含酚廢水的方法主 要有物理法、化學(xué)法、微生物法及各種結(jié)合法2。其中微生物 法主要利用微生物的代謝活動去除廢水中的有毒物，處理方法無2次污染且安全、經(jīng)濟(jì)。目前，已鑒定具有降解苯酚能力的微生物主要有假單胞菌(pseudonomonas. sp ) 3、芽抱桿菌(bacillus. sp) 4、酵母菌(yeast trichosporon) 5、根瘤菌(

2、rhizobia) 6、醋酸鈣不動桿菌(a. calcoaceticus) 7等，降酚菌株多存在于酚類污染物企業(yè)排放的廢水、污泥和被廢水污染的土壤中8。本課題擬從被苯酚廢水污染的污泥中 進(jìn)行菌株篩選，得到耐酚菌后在以苯酚為唯一碳源的無機鹽培養(yǎng) 上篩選降酚菌株，進(jìn)一步測定苯酚降解的影響因素。對特定菌株 降解含酚廢水的應(yīng)用價值進(jìn)行研究。1實驗材料和方法 1. 1菌株來源采集原黑龍江省佳木斯東郊黑龍農(nóng)藥化工集團(tuán)廢棄排污口處污泥進(jìn)行菌株篩選。1.2培養(yǎng)基基礎(chǔ)培養(yǎng)基：nacl 5. og/l,蛋白腺10g/l,瓊脂1520g/l,酵母浸膏5. og/l,調(diào)節(jié)ph為7.0。以苯酚為唯一碳源的無機鹽培養(yǎng)基：

3、cac12 0.1 g/l ,fes04. 7h20 0. 01 g/l, k2hp04 0. 5g/l, mns04. 7h20 0. 05 g/l,nacl 0.2 g/l, kh2p04 0. 5g/l, mgs04. h20 0.01 g/l, nh4n03 1.0 g/l苯酚按實驗需要量添加，調(diào)節(jié)ph為7.0 8o富集培養(yǎng)基:葡萄糖10. og/l,營養(yǎng)瓊脂33. og/l,酵母浸粉 10. og/l,調(diào)節(jié) ph 為 7. 5。1.3研究內(nèi)容與方法 1.3.1菌株和的馴化和分離在超凈工作臺中，將10ml含0. lg/l苯酚的基礎(chǔ)培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿，取10 g污泥加90ml蒸惚水?dāng)嚢?5

4、min,靜置5min后取上層清液為菌原液8。取lml菌原液加入無菌水中分別制成100、10- k 10- 2、10- 3、10-4等梯度的菌液，然后分別從各菌液試管中取lml用涂布法接種于基礎(chǔ)培養(yǎng)基平板上。在ph 值為7、25°c情況下培養(yǎng)2448h。挑取單一菌落于富集培養(yǎng)基 平板上劃線、擴(kuò)繁。編號，將平板置于25°c的恒溫培養(yǎng)箱中培 養(yǎng)2448h后放于4°c冰箱保存。依據(jù)革蘭氏染色進(jìn)行微生物鑒 定。1.3.2降酚菌的篩選 將0d （吸光度）為600的單一菌株，按20% （體積分?jǐn)?shù)）的 接種量接入無機鹽培養(yǎng)基中，篩選同一時間內(nèi)對苯酚降解能力最強的作為優(yōu)勢菌株。1.

5、3.3培養(yǎng)溫度對菌株降酚能力的影響在ph值為7時，蘸取適量的菌液涂布培養(yǎng)與生化培養(yǎng)箱中調(diào)節(jié)溫度分別為20°c、25°c、30°c、35°c、40°c。24h后測定苯 酚濃度計算苯酚降解率。1.3.4培養(yǎng)ph值對菌株降酚能力的影響將菌液以20%的量接種于苯酚濃度為1000mg/l的無機鹽培 養(yǎng)基中，培養(yǎng)條件為28°c、270 r/min,調(diào)節(jié)ph值為5.0、6.0、 7.0、8.0和9.0,研究ph值對菌株降酚能力的影響。24h后測 定苯酚濃度并計算苯酚降解率。1.3.5底物濃度對菌株降酚能力的影響將菌液以20%的量分別接種于苯酚濃度為

6、0. 1、0. 5、1. 0、1.5、2. 2g/l的富集培養(yǎng)基中，培養(yǎng)條件為270 r/min> 28°c、 ph值7,比較菌株在苯酚濃度不同時對苯酚降解率的影響，24 h后測定苯酚濃度并計算苯酚降解率9 o1.3.6接種量對菌株降酚能力的影響設(shè)置菌株接種量分別為5%、10%> 15%、20%、25%、30%,株培養(yǎng)條件為ph值為7、270r/min、28°c、底物濃度為1000mg/l.裝液量50ml, 24h后測定苯酚濃度并計算苯酚降解率。1-4分析測定方法分析溫度、接種量.ph值及底物濃度等因素對該苯酚降解 菌降解性能的影響。采用4-氨基安替毗林分光光度

7、法測量苯酚 濃度。苯酚的降解率由式（1）計算10 o降解率（） = （1-處理后體系中苯酚濃度/體系中苯酚濃度）x100% （1）2結(jié)果與討論 2.1降解菌的初步鑒定對得到苯酚降解菌株進(jìn)行初步鑒定，并分別命名為bf-1、bf-2、bf-3、bf-4、bf-5、bf-6,其中bf-2菌株生長速度最快在培養(yǎng)基上直徑達(dá)到89. lmm （平板直徑90mm）, bf-4菌株生長速度最慢在培養(yǎng)基上直徑為564mm。鏡檢為革蘭氏陰性菌，單個細(xì)胞呈桿狀，細(xì)胞單個或數(shù)個連接。（見表1）。2.2溫度對苯酚降解菌降解性能的影響不同溫度下苯酚降解菌的降解率見圖1。比較不同溫度下菌株的降解率，可以發(fā)現(xiàn)菌株在溫度在25

8、-40°c時，隨著溫度的升高，苯酚降解率逐漸降低。在25°c時6株菌株的苯酚降解效果均達(dá)到】:佳。其中，bf-2的苯酚降解率最高，達(dá)到89. 7%, bf-4的苯酚降解率最低，為65.5%。在培養(yǎng)溫度為3040°c時，菌株的降解 能力逐漸減弱，40°c時bf-2的降解率降為57. 6%,此時bf-1的l=j苯酚降解率最低，為49.1。根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出：菌株最佳苯酚 降解溫度為25°c。2.3 ph值對苯酚降解菌降解性能的影響不同ph值下苯酚降解菌的降解率見圖2,培養(yǎng)48h,僅bf-6在ph值為8. 0時苯酚降解效率達(dá)到最高，為71.4%,其余菌

9、株均在ph值為7. 0時對苯酚的降解率達(dá)到最大，此時，bf-2的降解效果最好，苯酚降解率達(dá)78. 0%； bf-4的降解效果最差，苯酚降解率為58. 0%o在ph值為5. 0和9. 0時由于酸性和堿性過強導(dǎo)致酶蛋白變性從而失活，使細(xì)菌生長遲緩，降酚能力減弱。由 此可見中性或弱堿性環(huán)境更有利于苯酚降解菌對苯酚的降解。根 據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析得出:苯酚降解菌最適降解ph值為7. 0或偏堿性。2.4底物濃度對苯酚降解菌降解性能的影響不同底物濃度在降解24h后苯酚降解菌的降解率見圖3,在苯酚濃度為1002200mg/l時，bf-2的降解效果是6株菌株中 最好的。bf-2在苯酚濃度為100mg/l時苯酚降解率

10、高達(dá)93. 3%；此時,bf-4的苯酚降解率最低，為67. 5%。在苯酚濃度為2200mg/l時，bf-2對苯酚的降解率降至39. 6%；此時，bf-4的降解率僅為15.2%。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析得出：隨著苯酚濃度的升高，苯酚 降解率逐漸降低。2.5接種量對苯酚降解菌降解性能的影響接種量對苯酚降解率的影響見圖4o接種量在5%20%時,菌株對苯酚的降解能力隨接種量的增加而逐漸增大。在接種量等 于20%時，6株菌株對苯酚的降解率均在此時達(dá)到最大。其中,bf-2的降解效果最佳，降解率為91. 5%； bf-3的降解效果最差,降解率為67. 7%o當(dāng)接種量為20%30%時，菌株對苯酚的降解率逐漸下降。以上

11、結(jié)果說明，過多的增加投菌量不但會降低降解速 率，且造成資源浪費，而適當(dāng)增加投菌量，有利于快速去除水體 中的苯酚，即應(yīng)該按科學(xué)比例投加苯酚降解菌。3結(jié)論從原黑龍化工廠廢棄排污口處采集污泥，分離、篩選出以苯酚為唯一碳源的高效降解菌株，經(jīng)研究菌株對不同的ph值、溫 度、苯酚濃度、接種量的適應(yīng)能力。得出以下結(jié)論：降酚菌可以 將100mg/l及以下的苯酚高效降解，在溫度為25°c、ph為中性 或弱堿性、接種量為20%的條件下對苯酚的去除效率最高，在苯 酚濃度達(dá)至1200mg/l時仍有一定的降解效果?？紤]各種環(huán)境因 素，運用到實際中應(yīng)充分考慮實際情況，進(jìn)一步提高含酚廢水的 處理效率，充分發(fā)揮高效

12、降酚菌在解決實際問題中的作用。因此 在苯酚降解菌株的篩選中，不僅需要具有高產(chǎn)能力的菌株，更需 要能夠在短時間中達(dá)到最大降解率的菌株。即對于篩選出的高效 耐酚菌株還要進(jìn)一步的探究，以便縮短達(dá)到最大降解率所需的時 間和提高降酚菌的活力。參考文獻(xiàn)1 錢瑩瑩.鈦基氧化物電極電催化氧化含酚廢水的研究d.上海師范大學(xué)，2014.2 樊瑜耐高濃度苯酚菌株的篩選及其降解特性研究d西安建筑科技大學(xué)，2012.3 朱艷霞太湖入水口底泥微生物宏基因組及聚磷菌多樣性研究d 蘇州科技學(xué)院，2012.4 葉長明，楊艷琴，任屹罡，等高效秸稈降解菌株的分離與選育j河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012, 41 (8)： 89-92.5 劉姍姍，劉永軍，黎兵固定化活細(xì)胞苯酚生物降解特性研究j水處理技術(shù),2012, 38 (9)： 30-33.6 劉國正，何義亮焦化廢水的mbr處理工藝j凈水技術(shù)，2013, 32 (1)： 34-37.7 雷湘華，周鑫飪，夏花，等一株朝鮮薊內(nèi)生菌降解苯酚初步研