錳細(xì)菌生物氧化活性表達(dá)的優(yōu)化研究.pdf

1、上世紀(jì)90年代“生物固錳除錳”理論與技術(shù)的提出和確立，翻開(kāi)了地下水除錳技術(shù)的新篇章。生物除錳技術(shù)中錳的氧化是通過(guò)錳氧化細(xì)菌的生物氧化作用完成的。因此生物除錳濾池中大量穩(wěn)定生長(zhǎng)的錳氧化細(xì)菌在地下水生物除錳工藝中起到至關(guān)重要的作用。
　　 本課題研究?jī)?nèi)容是對(duì)生物除錳濾池成熟濾料表面的細(xì)菌進(jìn)行分離、鑒定，并對(duì)鑒定出的菌株進(jìn)行錳生物氧化能力的定性及定量測(cè)定，篩選出錳氧化優(yōu)勢(shì)菌株；在此基礎(chǔ)上選取一株錳生物氧化能力最強(qiáng)的菌株Mn-103進(jìn)行

2、生長(zhǎng)特性和錳生物氧化活性的優(yōu)化研究。
　　 首先，通過(guò)對(duì)除錳生物濾池成熟濾料表面的細(xì)菌進(jìn)行分離、純化，得到284株細(xì)菌，利用MIDI Sherlock微生物鑒定系統(tǒng)對(duì)這些菌株細(xì)菌進(jìn)行鑒定及分類，菌株分屬于26個(gè)屬共53個(gè)種。
　　 接著對(duì)細(xì)菌錳氧化能力的定性及定量檢測(cè)方法進(jìn)行了研究，利用LBB指示劑法對(duì)高價(jià)錳的定性檢測(cè)具有良好的選擇性及抗干擾性，可以準(zhǔn)確的對(duì)高價(jià)錳進(jìn)行定性檢測(cè)，顯色反應(yīng)時(shí)間取2h，顯色反應(yīng)的最低檢測(cè)限為0

3、.04mg/L。對(duì)錳細(xì)菌生物氧化能力定量檢測(cè)的研究結(jié)果表明：通過(guò)CuSO4溶液沈細(xì)胞可實(shí)現(xiàn)對(duì)吸附Mn2+和氧化生成MnO2的分離，接著用硫酸羥胺溶液還原MnO2為Mn2+，聯(lián)合原子吸收法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)MnO2的定量檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)在錳細(xì)菌生長(zhǎng)過(guò)程對(duì)錳生物氧化能力的定量檢測(cè)。
　　 利用上述細(xì)菌錳氧化能力的定性及定量檢測(cè)方法對(duì)菌株進(jìn)行篩選，共有7個(gè)屬、16個(gè)種的菌株具有錳生物氧化能力，確定為錳細(xì)菌。繼而對(duì)這16株錳細(xì)菌進(jìn)行錳氧化能力的定

4、量檢測(cè)，篩選出6株氧化能力較強(qiáng)的菌株為優(yōu)勢(shì)菌株，其中假單胞菌3株，氣單胞菌2株，芽孢桿菌1株。
　　 選取錳生物氧化能力最強(qiáng)的菌株Mn-103作為試驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行生長(zhǎng)特性研究。該菌株的最大錳抗性為50mmol/L，菌株生長(zhǎng)可引起菌液pH值的變化，隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加，菌液pH值不斷升高，直至細(xì)菌生長(zhǎng)衰亡期，pH值達(dá)到穩(wěn)定；此外，菌株在不同生長(zhǎng)階段的錳生物氧化能力不同，對(duì)數(shù)期氧化速率最高，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，氧化錳量緩慢增長(zhǎng)。

5、　　 最后對(duì)菌株Mn-103錳生物氧化活性表達(dá)進(jìn)行優(yōu)化研究，培養(yǎng)基中Mn2+的濃度約為0.5mmol/L即27mg/L左右時(shí)，菌株的錳生物去除效率最高；最適宜菌株Mn-103錳氧化活性表達(dá)的培養(yǎng)條件是培養(yǎng)基初始pH值為6.5-7.0，最佳接種量為1％。錳氧化活性表達(dá)的最佳碳源為葡萄糖；最佳氮源為蛋白胨和酵母膏共同作用，與原PYCM培養(yǎng)基中的氮源相同；對(duì)Mn-103錳氧化活性影響最大的無(wú)機(jī)鹽為MgSO4·7 H2O和K2HPO4，其中最