论文部分内容阅读
地下水在国民经济发展中起着极为重要的作用,然而作为宝贵的淡水资源现如今随着国民经济的快速发展面临着严重的污染问题,尤其是硝酸盐污染,对人类健康构成了极大地威胁。因此生物脱氮技术因其高效低耗安全的优点备受青睐,反硝化菌是生物脱氮的主体,对于北方寒冷地区地下水温常年低温影响反硝化效果的问题,从环境中分离筛选高效低温反硝化菌菌株,可以很好的解决此问题。使用固体材料作为反硝化菌的碳源和生长载体为反硝化菌创造稳定、碳源投加易于控制的生存环境。本文针对以上背景研究了利用固相碳源的低温反硝化菌应用于寒冷地区地下水的硝酸盐修复,并得到以下结论。 采用涂布平板法从常温厌氧污泥、冬季淹水泥和冬季稻田土种分离筛选出8株能在低温下具有较高脱氮率的低温反硝化菌,筛选出的低温反硝化菌均为兼性厌氧的革兰氏阴性杆菌。通过硝酸盐还原产气试验,验证其产气能力。其中菌株Y2和菌株D的产气能力最好,但是菌株Y2的亚硝态氮积累量要低于菌株D,因此Y2可以作为生物脱氮的优势菌株并进行后续试验。 通过批实验研究不同因素对菌株Y2脱氮能力的影响,菌株Y2的最适碳源为乙酸钠、最适氮源为硝酸钾,以乙酸钠和硝酸钾为碳源和氮源考察菌株Y2的最适碳氮摩尔比、温度和pH值,结果显示适合于Y2反硝化的碳氮摩尔比为3∶1,最适pH值为7.5,温度25℃时,Y2的反硝化效率最高,但在15℃时也具有较高的脱氮效果。该反硝化菌适用于在低温下硝酸盐废水的脱氮处理。菌株Y2的脱氮过程主要发生在第3~5天,亚硝酸盐的积累要相对滞后,但也在1~2天内可被完全降解。 通过提取DNA、PCR扩增16SrDNA并电泳,对PCR产物纯化及测序,通过16SrRNA序列分析对Y2进行同源性分析,利用结果对Y2进行鉴定,菌株Y2与Brevibacterium(JF411310.1)的同源性达到100%,结合菌株的生态学和16SrDNA鉴定可初步确定Y2菌株为黄色短杆菌(Brevibacterium)。 利用稻杆作为Y2的固相碳源进行反硝化试验,同时设一组空白试验对Y2进行反硝化效果分析。结果显示加入菌株Y2后的硝态氮去除率为100%,平均去除速率为0.39mg/(L·d),对照组去除率仅为60%,平均去除率为0.24mg/(L·d)。亚硝态氮的积累相对滞后。加入Y2后的亚硝酸盐积累量最高值为230.19mg/L,而对照组只有99.54mg/L,最终两系统中亚硝酸盐浓度分别降至21mg/L和11mg/L。系统的初始pH值为7.4,各组pH值基本在6.5~7.4之间变动。试验结束后加入菌株Y2后的最终pH值为7.3,对照组为6.9。固相反消化系统加入菌株Y2后大大促进了系统的脱氮效率。 因此,耐冷反硝化菌Y2能够有效利用稻杆为固相碳源去除水中硝酸盐,并适用于在低温下硝酸盐废水的脱氮处理。