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本研究从乌鳢养殖池塘底泥中采集样品,经过富集后运用2种方法筛选得到一株高效除磷菌株D2。对其聚磷颗粒染色发现该菌株为聚磷菌,经16S rRNA鉴定其为肠球菌(Enterococcus sp.)。之后对该菌生长特性、对可溶性无机磷酸盐去除特性和可溶性有机磷去除特性进行了研究。最后研究了该菌对草鱼的急性毒性及该菌株在实验室模拟除磷系统中的除磷效能。主要研究结果如下:
1、从富营养化严重的乌鳢养殖池塘底泥中采集样品,经过富集后运用常规筛选法及显色筛选法两种方法进行了筛选。显色筛选法筛选得到在缺磷MOPS-G平板上和富磷MOPS-G平板上呈蓝绿色的菌株10株,经过除磷率定量测定,除磷率高于50%的菌株有4株,其中以菌株B3除磷率最高,24h除磷率达83.5%。常规方法筛选得到对初始磷酸盐磷(Phosphate saltphosphorus,以下简称PO43--P)浓度为20mg/L的去除率高于50%的除磷菌5株,其中以菌株D2除磷率最高,达到80.0%;但是通过除磷效能稳定性测定后,发现菌株B3除磷稳定性较差,故选取菌株D2作为研究目的菌株。
2、采用阿尔培托( Albert)染色法和碱性吕氏美兰染色法对菌株D2聚磷颗粒进行染色后发现,该菌能在菌体内形成明显的聚磷颗粒,因此菌株D2是一株能够通过好氧摄磷形成聚磷颗粒来达到除磷效果的聚磷菌。同时,对菌株D216S rRNA基因序列测定、提交及比对后发现其为肠球菌(Enterococcus sp.), NCBI登录号GU216700,与屎肠球菌(Enterococcus faecium)菌株KT4S13(登录号:AB481104)和CICC6078(登录号:DQ672262)的16S rRNA基因序列相似性近100%。
3、通过研究菌株D2生长曲线发现,该菌生长周期为:0-4 h为生长迟缓期,4-8h为对数生长期,8-28h为稳定期,28h以后为衰亡期。菌株D2在pH4.0-9.0范围内均能够生长,其中最适生长pH范围是6.0-7.0,在最佳生长范围内,其OD值最高可达1.490。菌株D2在15-40℃范围内均能够生长,其中最适生长温度范围是25-35℃,其OD值最高可达1.391。
4、菌株D2对可溶性无机磷去除的研究结果表明;在0-24h内,该菌对PO43--p去除率呈逐渐升高趋势,在24h时除磷率达到最高,上清液PO43--P去除率达83,2%。菌株D2在4.0-9.0范围内对20mg/LPO43--P均具有除磷作用,其中最适除磷pH范围也是6.0-7.0,在此范围内其对20mg/L PO43--P的除磷率均可达80.0%以上。菌株D2在15℃-40℃范围内对20mg/L PO43--P均具有除磷作用,其中最适除磷温度范围也是25℃-35℃,在此范围内其对20mg/L PO43--P的除磷率均可达81.0%以上。菌株D2对5-40mg/L, PO43--P均具有去除作用,其中该菌对5-10mg/LPO43--P的除磷效果最好,对5-10mg/L PO43--P的去除率均可达97.2%以上。
5、以甘油磷酸钠(SodiumGiycerophosphate,以下简称NaGly)作为底物研究了菌株D2对可溶性有机磷去除特性,结果表明:该菌最适生长的温度范围和pH范围分别为30℃-35℃、6.0-7.0,而且20-30mg/L甘油磷酸盐磷(Phosphorus Glycerophosphate,以下简称GP-P)能显著促进菌株D2生长。此外,菌株D2在进入衰亡期之前随着作用时间的延长对20mg/L GP-P的除磷率逐渐升高,在进入衰亡期后的28-32h内对20mg/L GP-P的除磷效果趋于稳定,其在15℃-40℃、pH4.0-9.0以及5-40mg/L GP-P条件下均具有除磷作用,其最适除磷温度范围、pH范围和GP-P浓度范围分别为25℃-35℃、6.0-7.0和5-10mg/L。
6、菌株D2对草鱼无急性毒性。将初始浓度2.7×109cfu/mL聚磷菌D2菌悬液按3%-5%接种量接种入养殖污水中,经过模拟处理后,养殖污水的除磷率均高于80%;接种量为5%时,养殖污水除磷率更是高于90%。可见菌株D2在水产养殖废水处理具有一定的应用前景。