高效苯酚降解菌的分离及降解性能的研究

1、高效苯酚降解菌的分离及降解性能的研究引言 石油、化工、煤气、焦化及酚类等生产厂排放的废水当中含有大量的苯酚1。未经净化的含酚废水可导致水源被污染，致=j使鱼类死亡，危害农作物，最终威胁人类的健康。许多国家将苯 酚列为重要的污染物之一。目前，国内外处理含酚废水的方法主 要有物理法、化学法、微生物法及各种结合法2。其中微生物 法主要利用微生物的代谢活动去除废水中的有毒物，处理方法无2次污染且安全、经济。目前，已鉴定具有降解苯酚能力的微生物主要有假单胞菌(pseudonomonas. sp ) 3、芽抱杆菌(bacillus. sp) 4、酵母菌(yeast trichosporon) 5、根瘤菌(

2、rhizobia) 6、醋酸钙不动杆菌(a. calcoaceticus) 7等，降酚菌株多存在于酚类污染物企业排放的废水、污泥和被废水污染的土壤中8。本课题拟从被苯酚废水污染的污泥中 进行菌株筛选，得到耐酚菌后在以苯酚为唯一碳源的无机盐培养 上筛选降酚菌株，进一步测定苯酚降解的影响因素。对特定菌株 降解含酚废水的应用价值进行研究。1实验材料和方法 1. 1菌株来源采集原黑龙江省佳木斯东郊黑龙农药化工集团废弃排污口处污泥进行菌株筛选。1.2培养基基础培养基：nacl 5. og/l,蛋白腺10g/l,琼脂1520g/l,酵母浸膏5. og/l,调节ph为7.0。以苯酚为唯一碳源的无机盐培养基：

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苯酚按实验需要量添加，调节ph为7.0 8o富集培养基:葡萄糖10. og/l,营养琼脂33. og/l,酵母浸粉 10. og/l,调节 ph 为 7. 5。1.3研究内容与方法 1.3.1菌株和的驯化和分离在超净工作台中，将10ml含0. lg/l苯酚的基础培养基倒入培养皿，取10 g污泥加90ml蒸惚水搅拌15

4、min,静置5min后取上层清液为菌原液8。取lml菌原液加入无菌水中分别制成100、10- k 10- 2、10- 3、10-4等梯度的菌液，然后分别从各菌液试管中取lml用涂布法接种于基础培养基平板上。在ph 值为7、25°c情况下培养2448h。挑取单一菌落于富集培养基 平板上划线、扩繁。编号，将平板置于25°c的恒温培养箱中培 养2448h后放于4°c冰箱保存。依据革兰氏染色进行微生物鉴 定。1.3.2降酚菌的筛选 将0d （吸光度）为600的单一菌株，按20% （体积分数）的 接种量接入无机盐培养基中，筛选同一时间内对苯酚降解能力最强的作为优势菌株。1.

5、3.3培养温度对菌株降酚能力的影响在ph值为7时，蘸取适量的菌液涂布培养与生化培养箱中调节温度分别为20°c、25°c、30°c、35°c、40°c。24h后测定苯 酚浓度计算苯酚降解率。1.3.4培养ph值对菌株降酚能力的影响将菌液以20%的量接种于苯酚浓度为1000mg/l的无机盐培 养基中，培养条件为28°c、270 r/min,调节ph值为5.0、6.0、 7.0、8.0和9.0,研究ph值对菌株降酚能力的影响。24h后测 定苯酚浓度并计算苯酚降解率。1.3.5底物浓度对菌株降酚能力的影响将菌液以20%的量分别接种于苯酚浓度为

6、0. 1、0. 5、1. 0、1.5、2. 2g/l的富集培养基中，培养条件为270 r/min> 28°c、 ph值7,比较菌株在苯酚浓度不同时对苯酚降解率的影响，24 h后测定苯酚浓度并计算苯酚降解率9 o1.3.6接种量对菌株降酚能力的影响设置菌株接种量分别为5%、10%> 15%、20%、25%、30%,株培养条件为ph值为7、270r/min、28°c、底物浓度为1000mg/l.装液量50ml, 24h后测定苯酚浓度并计算苯酚降解率。1-4分析测定方法分析温度、接种量.ph值及底物浓度等因素对该苯酚降解 菌降解性能的影响。采用4-氨基安替毗林分光光度

7、法测量苯酚 浓度。苯酚的降解率由式（1）计算10 o降解率（） = （1-处理后体系中苯酚浓度/体系中苯酚浓度）x100% （1）2结果与讨论 2.1降解菌的初步鉴定对得到苯酚降解菌株进行初步鉴定，并分别命名为bf-1、bf-2、bf-3、bf-4、bf-5、bf-6,其中bf-2菌株生长速度最快在培养基上直径达到89. lmm （平板直径90mm）, bf-4菌株生长速度最慢在培养基上直径为564mm。镜检为革兰氏阴性菌，单个细胞呈杆状，细胞单个或数个连接。（见表1）。2.2温度对苯酚降解菌降解性能的影响不同温度下苯酚降解菌的降解率见图1。比较不同温度下菌株的降解率，可以发现菌株在温度在25

8、-40°c时，随着温度的升高，苯酚降解率逐渐降低。在25°c时6株菌株的苯酚降解效果均达到】:佳。其中，bf-2的苯酚降解率最高，达到89. 7%, bf-4的苯酚降解率最低，为65.5%。在培养温度为3040°c时，菌株的降解 能力逐渐减弱，40°c时bf-2的降解率降为57. 6%,此时bf-1的l=j苯酚降解率最低，为49.1。根据数据分析得出：菌株最佳苯酚 降解温度为25°c。2.3 ph值对苯酚降解菌降解性能的影响不同ph值下苯酚降解菌的降解率见图2,培养48h,仅bf-6在ph值为8. 0时苯酚降解效率达到最高，为71.4%,其余菌

9、株均在ph值为7. 0时对苯酚的降解率达到最大，此时，bf-2的降解效果最好，苯酚降解率达78. 0%； bf-4的降解效果最差，苯酚降解率为58. 0%o在ph值为5. 0和9. 0时由于酸性和碱性过强导致酶蛋白变性从而失活，使细菌生长迟缓，降酚能力减弱。由 此可见中性或弱碱性环境更有利于苯酚降解菌对苯酚的降解。根 据实验数据分析得出:苯酚降解菌最适降解ph值为7. 0或偏碱性。2.4底物浓度对苯酚降解菌降解性能的影响不同底物浓度在降解24h后苯酚降解菌的降解率见图3,在苯酚浓度为1002200mg/l时，bf-2的降解效果是6株菌株中 最好的。bf-2在苯酚浓度为100mg/l时苯酚降解率

10、高达93. 3%；此时,bf-4的苯酚降解率最低，为67. 5%。在苯酚浓度为2200mg/l时，bf-2对苯酚的降解率降至39. 6%；此时，bf-4的降解率仅为15.2%。根据实验数据分析得出：随着苯酚浓度的升高，苯酚 降解率逐渐降低。2.5接种量对苯酚降解菌降解性能的影响接种量对苯酚降解率的影响见图4o接种量在5%20%时,菌株对苯酚的降解能力随接种量的增加而逐渐增大。在接种量等 于20%时，6株菌株对苯酚的降解率均在此时达到最大。其中,bf-2的降解效果最佳，降解率为91. 5%； bf-3的降解效果最差,降解率为67. 7%o当接种量为20%30%时，菌株对苯酚的降解率逐渐下降。以上

11、结果说明，过多的增加投菌量不但会降低降解速 率，且造成资源浪费，而适当增加投菌量，有利于快速去除水体 中的苯酚，即应该按科学比例投加苯酚降解菌。3结论从原黑龙化工厂废弃排污口处采集污泥，分离、筛选出以苯酚为唯一碳源的高效降解菌株，经研究菌株对不同的ph值、温 度、苯酚浓度、接种量的适应能力。得出以下结论：降酚菌可以 将100mg/l及以下的苯酚高效降解，在温度为25°c、ph为中性 或弱碱性、接种量为20%的条件下对苯酚的去除效率最高，在苯 酚浓度达至1200mg/l时仍有一定的降解效果。考虑各种环境因 素，运用到实际中应充分考虑实际情况，进一步提高含酚废水的 处理效率，充分发挥高效

12、降酚菌在解决实际问题中的作用。因此 在苯酚降解菌株的筛选中，不仅需要具有高产能力的菌株，更需 要能够在短时间中达到最大降解率的菌株。即对于筛选出的高效 耐酚菌株还要进一步的探究，以便缩短达到最大降解率所需的时 间和提高降酚菌的活力。参考文献1 钱莹莹.钛基氧化物电极电催化氧化含酚废水的研究d.上海师范大学，2014.2 樊瑜耐高浓度苯酚菌株的筛选及其降解特性研究d西安建筑科技大学，2012.3 朱艳霞太湖入水口底泥微生物宏基因组及聚磷菌多样性研究d 苏州科技学院，2012.4 叶长明，杨艳琴，任屹罡，等高效秸秆降解菌株的分离与选育j河南农业科学，2012, 41 (8)： 89-92.5 刘姗姗，刘永军，黎兵固定化活细胞苯酚生物降解特性研究j水处理技术,2012, 38 (9)： 30-33.6 刘国正，何义亮焦化废水的mbr处理工艺j净水技术，2013, 32 (1)： 34-37.7 雷湘华，周鑫饪，夏花，等一株朝鲜蓟内生菌降解苯酚初步研