好氧反硝化菌是一類可以在有氧條件下進(jìn)行反硝化活動(dòng)并去除氮素的微生物,其種類包括細(xì)菌、放線菌和真菌等。自從好氧反硝化現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來(lái),篩選并研究較多的好氧反硝化微生物主要是細(xì)菌而好氧反硝化真菌發(fā)現(xiàn)較少。研究中發(fā)現(xiàn),真菌具有更廣闊的的碳氮源使用范圍和環(huán)境適應(yīng)能力?;诖?,本課題采用極限稀釋法、BTB選擇性培養(yǎng)基法和亞硝酸鹽指示劑法相結(jié)合的方法從膠州灣河流底泥中篩選出5株具有高效好氧反硝化能力的真菌并對(duì)其進(jìn)行鑒定和研究。
鑒定結(jié)果表明,這5株真菌分別屬于青霉菌屬、鏈格孢屬、鏈格孢屬、子囊菌屬和鐮刀菌屬。在受測(cè)試的4種氮源和8種碳源中,5株真菌均能以氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽和尿素作為氮源進(jìn)行生長(zhǎng),均能以乙酸鈉、葡萄糖、可溶性淀粉和蔗糖作為碳源進(jìn)行生長(zhǎng),但均不能以檸檬酸鈉、草酸鈉和碳酸鈉為碳源進(jìn)行生長(zhǎng)。青霉菌和鏈格孢菌不能以丁二酸鈉作為碳源而子囊菌和鐮刀菌則能利用丁二酸鈉。5株真菌去除氨氮均采用同化利用的方式,葡萄糖、可溶性淀粉和蔗糖比乙酸鈉更容易被真菌同化利用,因此在這3種碳源培養(yǎng)基中能夠獲得更高的氨氮去除率和菌干重。碳源和菌株種類共同影響培養(yǎng)基pH的變化,pH過(guò)高或過(guò)低是真菌去除氨氮過(guò)程中最易出現(xiàn)的限制性因素。
真菌對(duì)亞硝酸鹽和硝酸鹽的去除方式包括同化作用和反硝化作用,當(dāng)碳源為葡萄糖、可溶性淀粉和蔗糖時(shí)真菌對(duì)亞硝酸鹽和硝酸鹽的去除率較高。在去除硝酸鹽過(guò)程中,初始硝酸鹽濃度過(guò)高會(huì)對(duì)菌株的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。初始硝酸鹽濃度、初始pH和碳氮比對(duì)亞硝酸鹽積累量影響不大,但溫度和鹽濃度則對(duì)部分真菌的亞硝酸鹽積累量有一定的影響。5株真菌最適宜的生長(zhǎng)溫度均為30℃左右,其去除氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽的最佳碳氮比范圍分別為4~6,12~16和12~20,最適鹽濃度均小于20g/L。當(dāng)氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽共存時(shí)氨氮首先被去除,其次是亞硝酸鹽,硝酸鹽是最不易被利用的氮源。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,好氧反硝化真菌在碳氮源利用范圍及能力、實(shí)際環(huán)境中的生存能力和對(duì)環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力等方面均較強(qiáng)。真菌不僅能夠去除氮化合物,而且在生長(zhǎng)和反硝化過(guò)程中也能夠去除大量的COD,青霉菌和子囊菌甚至能用于海水中的氮化合物的去除。因此,好氧反硝化真菌在富含有機(jī)物的實(shí)際水環(huán)境除氮中具有巨大的潛力。
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