好氧反硝化细菌的筛选及菌藻联合对养殖废水的处理
发布时间：2021-12-11 10:39
我国水产养殖业的集约化管理和高密度养殖模式导致了目前养殖水环境的急速恶化,水体富营养化日渐严重,养殖动物病害问题频发。而用传统的物理、化学方法处理养殖废水会对养殖水体造成不可逆的伤害,所以探究新型生物处理养殖废水是水产养殖可持续发展的必由之路。益生菌可以有效改善养殖水体环境,维护养殖水体微生态平衡,还能在一定程度上促进水产动物的生长免疫,在水产养殖上得到广大学者以及养殖户的认可。本研究从淡水养殖池塘中分离出两株纯种菌株,分别为BB1和BB1-a。菌株BB1经16S rDNA系列比对和进化树分析结果显示两株菌均为假单胞属菌,分别命名为Pseudomonas sp.BB1,Pseudomonas sp.BB1-a。分别在假单胞菌BB1、假单胞菌BB1-a浓度为106CFU/mL的条件下养殖斑马鱼（Brachydanio rerio var）,结果显示在此浓度下的假单胞菌BB1和假单胞菌BB1-a对斑马鱼均无生物毒性。在不同温度（15℃,20℃,25℃,30℃,35℃）和pH（5,6,7,8）下培养假单胞菌BB1和假单胞菌BB1-a,结果显示,在p H为7,温度为25-...
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水产养殖过程中亚硝酸盐的产生过程[17]
好氧反硝化细菌的筛选及菌藻联合对养殖废水的处理6微藻是水产养殖池塘中的生产者，不仅能在生长过程通过光合作用对污水复氧和脱氮除磷，本身还含有丰富的营养物质，是养殖动物的优良饵料[53]。利用微藻处理污水的理念最早由Oswald提出[54]，污水处理中常见的微藻种类主要有绿藻门和蓝藻门，其中应用最为广泛的有小球藻（Chlorella）、栅藻（Scenedesmus）、螺旋藻（Spirulina）和颤藻（Oscillatoria）等。图1-2藻类处理污水原理在光合自养或异养的微生物生长过程中，同化吸收、硝化和反硝化是去除无机氮的机理，其中同化吸收是主要机理[55]。小球藻可以将NO3-或NO2-还原为可以被微藻直接吸收的铵（NH4+），在此过程中，所有形式的无机氮最终都将转化为铵，并通过谷氨酸和ATP结合到氨基酸中去[56]。硝化作用是氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古细菌（AOA）和NO2-氧化细菌（NOB）将NH4+氧化为NO2-，然后再氧化为NO3-的过程。反硝化作用是在NO3-还原菌的作用下将NO3-还原成NO2-，再通过反硝化细菌在厌氧条件下将NO2-还原成N2或N2O[57-58]。此外，在高pH（>8）下，氨可以转化为NH3从水中挥发[59]。值得一提的是，在近几十年间，研究学者已发现厌氧氨氧化细菌和好氧反硝化细菌（ADB）的存在，这使得细菌在好氧或厌氧条件下直接脱氮成为可能[60]。此外，微藻对无机磷也有很好的去除效果。以无机态如H2PO4-和HPO42-存在的磷可以通过磷酸化并入有机化合物（如DNA、RNA、脂质）中。微生物同化吸收的P，则大部分用于从ADP合成ATP的过程，同时伴随着能量的输入[61]。至于有机磷，则可以被细菌分泌的胞外酶水解成磷酸盐[62]，然后再如无机磷一样被去除。微藻在污水中的应用主要两种形式：悬浮和固定化。虽然悬浮式培养
好氧反硝化细菌的筛选及菌藻联合对养殖废水的处理8图1-3菌藻共生关系示意图如图1-3，在菌藻共生体系中，微藻通过光合作用，吸收利用养殖水体中的氮、磷等营养物，并释放出氧气，而细菌则利用氧气进行代谢作用，并消耗有机质。因此，菌藻联合体系较传统的生物处理技术更高效、低能，故而应用更为广泛。综上所述，用菌藻共生模式代替单一的菌、藻来对养殖水体进行处理的研究是非常必要以及有意义的。1.3本课题研究目的及意义近年来，社会各界环保意识不断增强，如何有效控制水产养殖污染、减少抗生素的使用以期达到“高效、优质、生态、健康、安全”的养殖模式成为目前研究的热点。益生菌因其对改善养殖水体水质、提高养殖动物生长免疫、抑制有害病菌繁殖的作用，经常被用于水产养殖，微生物在水产养殖的作用也有目共睹。但是在实际养殖中，市面上自养型水产用菌对于能量利用率低、生长速度缓慢且对水体环境要求高，很难在自然水体中形成优势菌，在高密度养殖环境下对于氨氮等指标的降解作用较低。故而，从自养殖水体中筛选并分离纯化出具有高效降解氨氮能力的菌株，并建立菌藻共生系统，能更稳定、更高效降解水中污染物质，具有更广阔的应用前景。本研究对于目前高密度养殖下养殖水的处理具现实意义，同时可为绿色、健康的可持续水产养殖的推广提供一定的理论基矗
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈水产动物健康养殖[J]. 姜虎成,王明华,陈校辉,钟立强,边文冀. 水产养殖. 2020(01)
[2]水产养殖环境的污染现状及控制对策[J]. 彭友莲. 畜牧兽医科技信息. 2019(12)
[3]水产养殖环境的污染现状及其控制对策初探[J]. 樊丙超. 农家参谋. 2019(14)
[4]污染水体中氨氮降解菌的筛选与降解特性研究[J]. 王珺,王丽玲,李贺鹏,严力蛟,岳春雷. 环境污染与防治. 2019(07)
[5]pH对微生物絮团氨氮转化效率及细菌活性的影响[J]. 李莉,李文清,谭洪新,罗国芝. 上海海洋大学学报. 2019(05)
[6]养殖池塘水体中氨氮的来源、危害及控制[J]. 路庆鹏,金雪霞. 科学养鱼. 2019(06)
[7]小球藻与不动杆菌联合处理高氮磷废水的研究进展[J]. 钟玉鸣,邓启华,王伟,李焕垲,童英林,王琴,刘建高,金益曼,刘晖. 广东化工. 2019(03)
[8]1株异养硝化好氧反硝化不动杆菌的分离及脱氮性能[J]. 颜薇芝,张汉强,余从田,雷艳芳,郝健,史吉平. 环境工程学报. 2017(07)
[9]一株好氧反硝化细菌的分离鉴定及反硝化能力初测[J]. 战海,王广军,陈成勋. 天津农学院学报. 2017(02)
[10]植烟土壤中微生物特性及氨化、亚硝化菌分离鉴定与活性研究[J]. 丁梦娇,黄莺,李春顺,宾俊,李强,范伟,张毅,周冀衡. 中国生态农业学报. 2017(10)
博士论文
[1]番茄和水稻种子可培养内生细菌的多样性分析及促生菌功能研究[D]. 许明双.中国农业大学 2014
[2]一株栅藻的分离培养及其应用于养猪废水处理的潜力研究[D]. 程海翔.浙江大学 2013
硕士论文
[1]复合芽孢杆菌对养殖水体水质影响的初步研究[D]. 刘梦琦.辽宁大学 2018
[2]益生菌的筛选及其对水质的影响[D]. 吴星.大连工业大学 2015
[3]胶红酵母对凡纳滨对虾、罗非鱼、卵形鲳鲹生长、消化酶活力和免疫的影响[D]. 夏冬梅.上海海洋大学 2014
[4]一株铜绿微囊藻抑藻菌的分离鉴定及其抑藻特性研究[D]. 王琼.南京农业大学 2014
[5]小球藻和菌藻共生系统综合处理养猪业沼液研究[D]. 简恩光.南昌大学 2013
本文编号：3534527
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水产养殖过程中亚硝酸盐的产生过程[17]
好氧反硝化细菌的筛选及菌藻联合对养殖废水的处理6微藻是水产养殖池塘中的生产者，不仅能在生长过程通过光合作用对污水复氧和脱氮除磷，本身还含有丰富的营养物质，是养殖动物的优良饵料[53]。利用微藻处理污水的理念最早由Oswald提出[54]，污水处理中常见的微藻种类主要有绿藻门和蓝藻门，其中应用最为广泛的有小球藻（Chlorella）、栅藻（Scenedesmus）、螺旋藻（Spirulina）和颤藻（Oscillatoria）等。图1-2藻类处理污水原理在光合自养或异养的微生物生长过程中，同化吸收、硝化和反硝化是去除无机氮的机理，其中同化吸收是主要机理[55]。小球藻可以将NO3-或NO2-还原为可以被微藻直接吸收的铵（NH4+），在此过程中，所有形式的无机氮最终都将转化为铵，并通过谷氨酸和ATP结合到氨基酸中去[56]。硝化作用是氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古细菌（AOA）和NO2-氧化细菌（NOB）将NH4+氧化为NO2-，然后再氧化为NO3-的过程。反硝化作用是在NO3-还原菌的作用下将NO3-还原成NO2-，再通过反硝化细菌在厌氧条件下将NO2-还原成N2或N2O[57-58]。此外，在高pH（>8）下，氨可以转化为NH3从水中挥发[59]。值得一提的是，在近几十年间，研究学者已发现厌氧氨氧化细菌和好氧反硝化细菌（ADB）的存在，这使得细菌在好氧或厌氧条件下直接脱氮成为可能[60]。此外，微藻对无机磷也有很好的去除效果。以无机态如H2PO4-和HPO42-存在的磷可以通过磷酸化并入有机化合物（如DNA、RNA、脂质）中。微生物同化吸收的P，则大部分用于从ADP合成ATP的过程，同时伴随着能量的输入[61]。至于有机磷，则可以被细菌分泌的胞外酶水解成磷酸盐[62]，然后再如无机磷一样被去除。微藻在污水中的应用主要两种形式：悬浮和固定化。虽然悬浮式培养
好氧反硝化细菌的筛选及菌藻联合对养殖废水的处理8图1-3菌藻共生关系示意图如图1-3，在菌藻共生体系中，微藻通过光合作用，吸收利用养殖水体中的氮、磷等营养物，并释放出氧气，而细菌则利用氧气进行代谢作用，并消耗有机质。因此，菌藻联合体系较传统的生物处理技术更高效、低能，故而应用更为广泛。综上所述，用菌藻共生模式代替单一的菌、藻来对养殖水体进行处理的研究是非常必要以及有意义的。1.3本课题研究目的及意义近年来，社会各界环保意识不断增强，如何有效控制水产养殖污染、减少抗生素的使用以期达到“高效、优质、生态、健康、安全”的养殖模式成为目前研究的热点。益生菌因其对改善养殖水体水质、提高养殖动物生长免疫、抑制有害病菌繁殖的作用，经常被用于水产养殖，微生物在水产养殖的作用也有目共睹。但是在实际养殖中，市面上自养型水产用菌对于能量利用率低、生长速度缓慢且对水体环境要求高，很难在自然水体中形成优势菌，在高密度养殖环境下对于氨氮等指标的降解作用较低。故而，从自养殖水体中筛选并分离纯化出具有高效降解氨氮能力的菌株，并建立菌藻共生系统，能更稳定、更高效降解水中污染物质，具有更广阔的应用前景。本研究对于目前高密度养殖下养殖水的处理具现实意义，同时可为绿色、健康的可持续水产养殖的推广提供一定的理论基矗
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈水产动物健康养殖[J]. 姜虎成,王明华,陈校辉,钟立强,边文冀. 水产养殖. 2020(01)
[2]水产养殖环境的污染现状及控制对策[J]. 彭友莲. 畜牧兽医科技信息. 2019(12)
[3]水产养殖环境的污染现状及其控制对策初探[J]. 樊丙超. 农家参谋. 2019(14)
[4]污染水体中氨氮降解菌的筛选与降解特性研究[J]. 王珺,王丽玲,李贺鹏,严力蛟,岳春雷. 环境污染与防治. 2019(07)
[5]pH对微生物絮团氨氮转化效率及细菌活性的影响[J]. 李莉,李文清,谭洪新,罗国芝. 上海海洋大学学报. 2019(05)
[6]养殖池塘水体中氨氮的来源、危害及控制[J]. 路庆鹏,金雪霞. 科学养鱼. 2019(06)
[7]小球藻与不动杆菌联合处理高氮磷废水的研究进展[J]. 钟玉鸣,邓启华,王伟,李焕垲,童英林,王琴,刘建高,金益曼,刘晖. 广东化工. 2019(03)
[8]1株异养硝化好氧反硝化不动杆菌的分离及脱氮性能[J]. 颜薇芝,张汉强,余从田,雷艳芳,郝健,史吉平. 环境工程学报. 2017(07)
[9]一株好氧反硝化细菌的分离鉴定及反硝化能力初测[J]. 战海,王广军,陈成勋. 天津农学院学报. 2017(02)
[10]植烟土壤中微生物特性及氨化、亚硝化菌分离鉴定与活性研究[J]. 丁梦娇,黄莺,李春顺,宾俊,李强,范伟,张毅,周冀衡. 中国生态农业学报. 2017(10)
博士论文
[1]番茄和水稻种子可培养内生细菌的多样性分析及促生菌功能研究[D]. 许明双.中国农业大学 2014
[2]一株栅藻的分离培养及其应用于养猪废水处理的潜力研究[D]. 程海翔.浙江大学 2013
硕士论文
[1]复合芽孢杆菌对养殖水体水质影响的初步研究[D]. 刘梦琦.辽宁大学 2018
[2]益生菌的筛选及其对水质的影响[D]. 吴星.大连工业大学 2015
[3]胶红酵母对凡纳滨对虾、罗非鱼、卵形鲳鲹生长、消化酶活力和免疫的影响[D]. 夏冬梅.上海海洋大学 2014
[4]一株铜绿微囊藻抑藻菌的分离鉴定及其抑藻特性研究[D]. 王琼.南京农业大学 2014
[5]小球藻和菌藻共生系统综合处理养猪业沼液研究[D]. 简恩光.南昌大学 2013
本文编号：3534527
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