鉛存在極限條件下水體生物膜中抗性菌的培養(yǎng)和篩選.pdf

1、隨著城市人口的劇增、工業(yè)進程的加快，重金屬污染物通過各種途徑進入水體，破壞生態(tài)環(huán)境、危害人體健康。 本課題以大連經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)某水質(zhì)凈化廠的活性污泥接種培養(yǎng)的生物膜中微生物菌群作為研究對象，基于生物膜對水體中污染物具有的吸附或富集作用，選用不同培養(yǎng)基，對生物膜中的微生物菌群在鉛存在極限條件下進行馴化，從中篩選、純化優(yōu)勢菌株。將優(yōu)勢菌株作鉛吸附能力的對比實驗，從中得到高耐受性、高吸附性的優(yōu)勢菌株。通過16SrDNA測序與NCBI數(shù)

2、據(jù)庫資源對比，分析其同源性，鑒定高效菌株的菌屬。其中1D菌株與已知的粘質(zhì)沙雷氏菌屬(Serratiamarcescens)同源，4D菌株與已知的克雷伯氏菌屬(Klebsiella)同源。并兩者分別與一些來源于生物樣品的未命名菌株同源。研究表明其生化特征與相應(yīng)菌屬符合。將其應(yīng)用于含鉛廢水的處理，純菌株生物膜、兩者兼育生物膜對鉛、COD的去除率大于90％，而未經(jīng)馴化的生物膜對鉛、COD的去除率僅在50-60％。 本課題的主要工作：

3、 (1)采用4種培養(yǎng)基，在鉛存在極限條件下進行菌群的平行逐級馴化。結(jié)果表明鉛濃度逐增情況下，4種培養(yǎng)基中菌群的生長基本處于穩(wěn)定的狀態(tài)，菌群具有了高耐受能力。 (2)將馴化過的菌群采用常規(guī)稀釋法和平板純培養(yǎng)法純化單菌株，得到的菌群具有不同的形狀、大小、顏色、生長速度的菌落特征，表明馴化時生長環(huán)境對菌群微生物的生長存在著不同程度的影響。在革蘭氏染色的實驗中，菌群以革蘭氏陰性菌為主，也驗證了鉛的存在使得菌群微生物向著革蘭氏陰性的

4、方向遷移。經(jīng)逐步純化從4種培養(yǎng)基中共計分離40個菌株。通過對其進行鉛吸附能力的比較，得到4株具有高耐受性、高吸附性能的單菌株，其中吸附能力分別為1F23.72mg/g菌體；2G32.66mg/g菌體；3B6.10μg/108個菌體；4D34.5mg/g菌體。 再用電化學(xué)方法進行鉛吸附量測定的復(fù)篩，最終確定耐受性、吸附性高的優(yōu)勢菌株4D。 (3)將4D和具有很強的環(huán)境適應(yīng)能力、較強的生長能力的1D菌株通過16SrDNA測序

5、與NCBI數(shù)據(jù)庫中具有同源性的16SrDNA序列進行對比(Blast)，確定優(yōu)勢菌株的種屬。初步斷定1D為粘質(zhì)沙雷氏菌屬(Serratiamarcescens)、4D為克雷伯氏菌屬(Klebsiella)。目前粘質(zhì)沙雷氏菌屬、克雷伯氏菌屬均未被應(yīng)用于鉛相關(guān)的研究中。 (4)對所篩選的優(yōu)勢菌株單菌育膜、兩者兼育生物膜與未進行馴化的生物膜作含鉛廢水的處理。優(yōu)勢菌株單菌種育膜與混合生物膜對實際污水處理8天以上，鉛、COD的去除率在均在

6、90％以上，而未經(jīng)馴化的生物膜對鉛、COD的去除率僅在50-60％。 本課題的創(chuàng)新點： (1)研究并總結(jié)了自然水體生物膜中微生物菌群馴化及優(yōu)勢菌株篩選的較為成熟和簡潔的方法。 (2)得到極限條件下對鉛具有高吸附性、高耐受性的優(yōu)勢菌株。 (3)采用生物技術(shù)手段對菌種進行菌屬鑒定。目前并未發(fā)現(xiàn)所屬的粘質(zhì)沙雷氏菌屬、克雷伯氏菌屬用于鉛的相關(guān)研究。 (4)優(yōu)勢菌株單菌種育膜與兩者兼育生物膜對鉛、COD的去