硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)條件優(yōu)化及馴化試驗(yàn)研究

彭艷平， 余水靜， 賴和勁

（江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西贛州341000）

本實(shí)驗(yàn)以SRB 法處理含Cu2+的AMD 為背景，通過富集培養(yǎng)分離獲得SRB 菌株，對(duì)SRB 菌株的生長(zhǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)， 并利用含Cu2+的AMD 對(duì)其進(jìn)行馴化，以獲得高抗性SRB 菌株，為SRB 處理含Cu2+的AMD 工藝研究提供基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 菌種來源

樣品來源于福建上杭某污水處理廠回流污泥.

1.2 富集培養(yǎng)基

采用Postgate’s C 培養(yǎng)基， 各成分濃度為：KH2PO40.5 g/L，CaSO41 g/L， NH4Cl 1 g/L，F(xiàn)eSO4·7H2O 0.01 g/L，Na2SO44.5 g/L，CaCl2·H2O 0.06 g/L，MgSO4·7H2O 0.06 g/L， 檸檬酸鈉0.3 g/L， 乳酸鈉3.5 g/L，酵母浸膏1.0 g/L，用20 %NaOH 調(diào)pH.

1.3 SRB 富集與分離

從某污水處理廠取兩桶回流污泥，所取污泥為多種微生物混雜共生體系， 為了強(qiáng)化SRB 的優(yōu)勢(shì)地位，試驗(yàn)加入Postgate’s C 培養(yǎng)基進(jìn)行SRB 富集培養(yǎng)， 污泥和培養(yǎng)基的混合比例為1∶1. 在30 ℃室溫進(jìn)行搖瓶振蕩密閉培養(yǎng)， 至培養(yǎng)基顏色變黑，4 天后有臭雞蛋味， 用醋酸鉛試紙條置于瓶口測(cè)試，試紙變黑，說明有H2S 氣體產(chǎn)生，每周更換新鮮培養(yǎng)基一次，培養(yǎng)基顏色變黑時(shí)間逐漸縮短，表明培養(yǎng)液中SRB 已逐漸占優(yōu)勢(shì)地位，4 周后獲得了富集菌液.

1.4 SRB 馴化實(shí)驗(yàn)

以Postgate’s C 培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)，采用逐步提高Cu2+濃度和逐步降低pH 馴化SRB. 采用1000 mL錐形瓶，分裝900 mL 的培養(yǎng)基后，按10 %接種量接種菌液. 密閉，恒溫生化箱內(nèi)30 ℃培養(yǎng)，當(dāng)濃液變黑并且瓶口處散發(fā)出硫化氫的臭雞蛋味時(shí)，表明SRB 已大量繁殖，即可進(jìn)行馴化.

馴化試驗(yàn)設(shè)計(jì)按照表1 條件進(jìn)行，加入不同量的CuSO4至裝有SRB 的錐形瓶中， 使Cu2+濃度逐漸升高，再用20 %H2SO4調(diào)菌液pH，使pH 逐漸降低， 觀察記錄菌的生長(zhǎng)情況. 在第1 批試驗(yàn)條件下，馴化時(shí)間為7 d，將獲得的SRB 作為第2 批馴化的試驗(yàn)菌種進(jìn)行轉(zhuǎn)接，依次類推，每次轉(zhuǎn)接菌種都相應(yīng)提高馴化條件. 馴化到第6 批試驗(yàn)，若能生長(zhǎng)的菌株將是能耐受90 mg/L 濃度Cu2+和pH 為4.5 條件的菌株.

表1 SRB 馴化試驗(yàn)條件

1.5 SRB 生長(zhǎng)條件優(yōu)化試驗(yàn)

1.5.1 有機(jī)碳源對(duì)SRB 生長(zhǎng)的影響

1.5.2 pH 對(duì)SRB 生長(zhǎng)的影響

1.5.4 不同溫度對(duì)SRB 生長(zhǎng)的影響

1.6 測(cè)試方法

（1）采用重鉻酸鉀法進(jìn)行測(cè)定COD；

（3）采用二乙氨基二硫代甲酸鈉萃取光度法進(jìn)行測(cè)定Cu2+.

2 結(jié)果與分析

2.1 SRB 分離及形態(tài)特征

經(jīng)過富集分離獲得SRB， 取SRB 菌液固定在載玻片上， 用常規(guī)染色方法后， 置在生物顯微鏡（XSP-8C 生物顯微鏡16×100 倍）下觀察其形態(tài)為短桿狀或弧形，如圖1 所示.

圖1 SRB 菌群形態(tài)

2.2 SRB 馴化試驗(yàn)

細(xì)菌對(duì)外界環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，細(xì)菌的馴化即逐步改變外界條件來提高細(xì)菌對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性， 該方法是在逐漸變化外界條件的情況下，對(duì)細(xì)菌進(jìn)行轉(zhuǎn)移培養(yǎng)，在馴化過程中，那些對(duì)新環(huán)境不適應(yīng)的細(xì)菌死亡了，而某些活力較強(qiáng)的細(xì)菌會(huì)發(fā)生變異， 演變成耐性更強(qiáng)的細(xì)菌而生存下來，形成新的耐性菌株[11]. 本研究通過采用逐步提高Cu2+濃度和逐步降低pH 進(jìn)行馴化試驗(yàn)，第6 批在Cu2+濃度為90 mg/L、pH=4.5 的培養(yǎng)條件下， 當(dāng)錐形瓶中濃液變黑并且瓶口處散發(fā)出硫化氫的臭雞蛋味時(shí)，表明SRB 能夠生長(zhǎng)，從而獲得耐銅和耐低pH的SRB，可作為后續(xù)的工業(yè)用菌.

2.3 有機(jī)碳源對(duì)SRB 生長(zhǎng)影響

圖2 不同碳源對(duì)SRB 還原SO的影響

2.4 pH 對(duì)SRB 生長(zhǎng)的影響

圖3 不同初始pH 下SRB 還原SO42-能力

2.5 不同COD/SO比值對(duì)SRB 生長(zhǎng)的影響

圖4 不同COD/SO比值對(duì)SRB 還原SO能力的影響

2.6 不同溫度對(duì)SRB 生長(zhǎng)的影響

圖5 不同溫度下SO濃度變化

3 結(jié) 論

（2）通過馴化后獲得能在Cu2+濃度為90 mg/L、pH=4.5 的條件下生長(zhǎng)的SRB， 可作為后續(xù)的工業(yè)用菌.

[1] Hao C, Wang L, Gao Y, et al. Microbial diversity in acid mine drainage of Xiang Mountain sulfide mine, Anhui Province, China[J]. Extremophiles, 2010, 14（5）: 465-474.

[2] 余水靜，彭艷平，鄧揚(yáng)悟. 一株嗜酸氧化亞鐵硫桿菌分離及生長(zhǎng)特性研究[J]. 江西理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，32(5): 1-4.

[3] Baumgartner L K, Reid R P, Dupraz C, et al. Sulfate reducing bacteria in microbial mats: changing paradigms, new discoveries[J].Sedimentary Geology, 2006, 185(3): 131-145.

[4] 梁 宇. 硫酸鹽還原菌的生長(zhǎng)因子的探討[J]. 山西建筑，2010，36(30):199-200.

[5] 李 潛， 朱紅力. SRB 法處理高濃度硫酸鹽廢水的試驗(yàn)研究[J].江蘇化工，2006，27:19-21.

[6] 李 琛，王星波，安文輝. 硫酸鹽還原菌在含鉻廢水處理中的應(yīng)用[J]. 西部皮革. 2012，34 (2):28-31.

[7] 陳 效，孫立革，徐 盈，等. 硫酸鹽還原菌的分離和生理特性研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2006，29(9):38-40.

[8] 李俊葉，黃偉波，王筱蘭，等. 硫酸鹽還原菌的篩選及生理特性研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38(29): 16092-1609，16123.

[9] 余水靜，彭艷平. 硫酸鹽還原菌處理礦山酸性廢水的試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2011，415(1): 124-127.

[10] 蘇冰琴，李亞新. 硫酸鹽生物還原的影響因素[J]. 水處理技術(shù)，2006，32(5):5-7.

[11] 周 峨. 耐高濃度鐵離子的菌種馴化及其浸礦實(shí)驗(yàn)研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2002.

[12] 萬 里，鄭連爽，陳麗娥，等. 嗜熱硫酸鹽還原菌的分離及生長(zhǎng)影響因素研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009，32(10):57-59.

[13] 張小里，陳志昕. 環(huán)境因素對(duì)硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)的影響[J]. 中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)，2000，20(4): 224-229.

[14] 劉 恢.改性活性污泥處理含鉻廢水的研究[D]. 長(zhǎng)沙:中南大學(xué)，2004.

[15] 胡凱光，汪愛河，馮志剛，等. 硫酸鹽還原菌及在處理硫酸鹽廢水中的作用[J]. 鈾礦冶，2007，26(1):48-52.