【摘 要】
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锰氧化菌是一类重要的环境微生物资源,其菌体及产生的锰氧化物在污染水体中均有巨大应用潜力。为探索新的锰氧化菌种质资源,并初步考察其在实际水处理中应用可行性,本研究从崇左市大新锰矿排土场土壤中富集、分离和纯化出了6株具有锰氧化能力的锰氧化菌,并命名为H1、H2、H3、H4、H5、H6。以这6株锰氧化菌为研究对象,通过16S r RNA基因序列比对和进化树构建确定菌株分类种属。然后分别通过扫描电镜-能谱
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锰氧化菌是一类重要的环境微生物资源,其菌体及产生的锰氧化物在污染水体中均有巨大应用潜力。为探索新的锰氧化菌种质资源,并初步考察其在实际水处理中应用可行性,本研究从崇左市大新锰矿排土场土壤中富集、分离和纯化出了6株具有锰氧化能力的锰氧化菌,并命名为H1、H2、H3、H4、H5、H6。以这6株锰氧化菌为研究对象,通过16S r RNA基因序列比对和进化树构建确定菌株分类种属。然后分别通过扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)和X射线晶体衍射(XRD)分析研究6株锰氧化菌产生的锰氧化产物的形态和结构,为锰氧化菌在环境治理中的应用提供依据,并进一步将筛选出的锰氧化菌用于污染水体治理。最后以锰耐性高的菌株H5和菌株H6为研究对象,对其进行胶囊固定,并用固定的菌株H5和H6处理含锰工业废水。通过正交试验确定了两种胶囊固定菌的最佳除锰条件,并研究了胶囊固定菌的重复利用性,为其实际应用于锰污染废水提供依据。论文取得的主要成果如下:(1)6株纯化的耐锰菌具有不同程度的锰氧化特性,其中H1属于伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia sp.),H2和H5分别与数据库中Bacillus megaterium PCWCW5和Bacillus megaterium SX11亲缘关系最近,H3为纺锤形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis),H4为短杆菌属(Curtobacterium sp.),H6为嗜麦芽寡养单胞菌属(Stenotrophomonas maltophilia sp.)。(2)在含锰培养基中培养后,除H4菌株外,其他5株锰氧化菌的菌体表面和菌体间均产生形态数量有一定差异的含锰的沉积物。XRD分析表明,6株锰氧化菌体内和体表可能形成不同结构的锰化合物,其中H3和H4锰氧化产物为非晶体态或无定形的物质;H1、H2、H5和H6生成的主要是Mn CO3。(3)6株锰氧化菌对培养基中Mn2+均有一定去除能力,其中H5和H6菌株对Mn2+的去除能力最明显。在Mn2+浓度分别为650和488 mg/L时,H5和H6的锰去除率分别达54.95%和88.20%。(4)胶囊固定菌H5和H6均对废水中Mn2+有明显去除效果。胶囊固定菌H5在Mn2+浓度50 mg/L、活性炭用量0.75%、p H=8.0、处理时间2 d时,除锰效率最高达到96.33%,胶囊固定菌H6在处理时间2 d、p H=7.0、Mn2+浓度250 mg/L、活性炭用量0.75%时,除锰效率最高达到96.37%。此外,胶囊固定菌H5和H6具有一定重复利用性,在最佳处理条件下,经3轮重复利用试验后,胶囊固定锰氧化菌H5和H6的除锰效率仍有59.73%和34.60%。
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