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巢湖腐殖质还原菌的筛选及其还原性能研究

李永慧  
【摘要】:巢湖流域工业化及城市化的迅速发展,在带动经济发展的同时,也产生了一系列的问题。2010年《中国环境状况公告》指出,巢湖水质为劣V类,总体处于轻度富营养化状态。有研究发现:有机物含量丰富的沉积物、污染的土壤等都发现了具有腐殖质还原能力的细菌,该类细菌能以腐殖质及其模式物蒽醌-2,6-双磺酸钠(AQDS)为唯一电子受体氧化多种有机物支持菌体的生长。本实验旨在筛选出能促进蓝藻腐殖化,解决湖泊富营养化问题,同时高效降解硝基酚类有机物并能偶联去除重金属污染的微生物。 本文在厌氧条件下通过传统的微生物筛选方法从巢湖底泥中富集分离到一株腐殖质/Fe3+还原菌,命名为FH1,并对其进行了深入研究。结果表明:该菌为革兰氏阴性菌,兼性厌氧,短杆状,在LB固体培养基平板上培养24h后,菌落表面光滑,半透明,边缘整齐,菌落直径1.5-3.0mmm。经生理生化鉴定和16SrDNA基因序列分析,FHl与克雷伯氏菌(Klebsiella)的相似性为99%,确定为克雷伯氏菌。 腐殖质还原菌单因素影响还原活性研究表明:菌株FH1能够以腐殖质模式物蒽醌-2,6-双磺酸钠为唯一电子受体进行厌氧胞外呼吸,最适温度为25℃,最适培养基起始pH为8,最佳培养时间为5天。试验进一步对该菌的电子供体谱进行了研究,结果发现:可利用的电子供体有葡萄糖、乳糖、果糖、麦芽糖和乙酸钠等,乳糖在还原蒽醌-2,6-双磺酸钠和支持菌体生长方面效果都最好。金属还原活性实验显示:该株菌比较容易利用柠檬酸铁,柠檬酸铁还原率最高约80%,对Fe(OH)3还原率达42%;它对不同浓度的Cr(Ⅵ)还原能力略有不同,对低浓度的Cr (Ⅵ)还原能力很强,10天几乎能完全还原,对高浓度的Cr(Ⅵ)的还原能力较强,16天可还原98%。 本研究还进行了腐殖质还原菌在蓝藻腐殖化应用中的模拟实验,结果发现:蒽醌-2,6-双磺酸钠及腐殖质还原菌能促进蓝藻多糖的利用和促进蓝藻中脂类的释放,也能间接加快蛋白质的释放。总体来说,蒽醌-2,6-双磺酸钠和腐殖质还原菌对蓝藻的腐殖化具有积极的作用。腐殖质化过程是重金属先释放再吸附最后趋于稳定的过程,Fe元素在腐殖化过程中非常活跃,添加蒽醌-2,6-双磺酸钠的蓝藻其释放与吸附重金属的过程比未添加蒽醌-2,6-双磺酸钠组更为活跃。


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