流体混合状态对微生物的影响以枯草芽孢杆菌为例.pdf

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1、２０１５年第４１卷第７期工业安全与环保Ｊｕｌｙ２０１５ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ・２１・流体混合状态对微生物的影响以枯草芽孢杆菌为例*张雯婕石健胡雨婷凌浩张超（南通大学江苏南通２２６０１９）摘要采用雷诺数表征液体环境的混合状态。利用一种自主研发的流体混合设备产生不同的液体流态，研究流态对枯草芽孢杆菌生长的影响。枯草芽孢杆菌是净化污水的一大主要细菌。结果发现，雷诺数越大，越有利于细菌的生长，具体表现为对数期时间缩短，到达平稳期时菌体浓度提高。此外，接种枯草芽孢杆菌后会消耗溶解氧，使培养基中的溶解氧维持在一个较低的水平（０～１ｍｇ／Ｌ）。

2、关键词枯草芽孢杆菌雷诺数生长TheInfluenceofFluidMixedStateonMicroorganismsATestCasewithBacillusSubtilisＺＨＡＮＧＷｅｎｊｉｅＳＨＩＪｉａｎＨＵＹｕｔｉｎｇＬＩＮＧＨａｏＺＨＡＮＧＣｈａｏ（NantongUniversityNantong，Jiangsu２２６０１９）AbstractＲｅｙｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅｆｌｕｉｄｍｉｘｉｎｇｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ａｓｅｌｆ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｌｕｉｄｍｉｘｉｎｇｄｅｖｉｃｅｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｐｒｏ

3、ｄｕｃｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｉｑｕｉｄｆｌｕｉｄｉｚａｔｉｏｎａｎｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｓｏｎｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ．Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓｉｓｏｎｅｍａｉｎｋｉｎｄｏｆｂａｃｔｅｒｉａｔｏｐｕｒｉｆｙｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．ＩｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｌａｒｇｅｒＲｅ，ｔｈｅｍｏｒｅｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｂａｃｔｅｒｉａ，ａｓｅｖｉｄｅｎｃｅｄｂｙｔｈｅｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｐｈａｓｅｓｈｏｒｔｅｎｅｄａｎｄｔｈａｔｂａｃｔｅｒｉａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｓｉｎ－ｃｒｅａｓｅｄｗｈ

4、ｅｎｒｅａｃｈｉｎｇｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔｃａｎｃｏｎｓｕｍｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎａｆｔｅｒｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈＢａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ，ｋｅｅｐｉｎｇｔｈｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎｉｎｔｈｅｍｅｄｉｕｍａｔａｌｏｗｅｒｌｅｖｅｌ（０～１ｍｇ／Ｌ）．KeyWordsｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓＲｅｇｒｏｗｔｈ0引言体流态对微生物的影响。枯草芽孢杆菌是水产微生［７－８］目前，我国的江河湖泊等内陆水体的污染情况物制剂的一种，其在水产养殖业中的净水机理［１］［９］已十分严重，大多己达不到地表Ⅲ类水质标准，已有详细研究。除了养殖水体

5、，对于湖泊、水库等对于这些被污染的水体，已有人研究应用微生物制微污染水体，枯草芽孢杆菌的净水作用也十分有［２－３］［１０］剂处理污水并取得成果。对于微生物制剂在净效。本实验探究了在投加枯草芽孢杆菌后，流体［４－５］水的机理、影响因素等方面已有大量研究，但都流态对其生长的影响。只局限在实验室的范围中，鲜少有人将污水微生物1实验部分实际处理与实验室的发酵实验区分开来，把污水作1．1材料与设备为一种流体来看待并进行研究。1．1．1材料流体的混合状态对微生物的生长影响至关重本实验中使用的培养基为牛肉膏蛋白冻培养［６］要，对其混合状态的判断，主要决定于流体的雷诺基。本实验所用枯草芽孢杆菌由南通大学生命

6、科学数Ｒｅ。一般雷诺数Ｒｅ＜２３００为层流状态，Ｒｅ在２３００学院微生物实验室提供。枯草芽孢杆菌种子液：在～４０００之间为过渡状态，Ｒｅ＞４０００为湍流状态。摇床中以３５℃，１５０ｒ／ｍｉｎ的条件培养２～３ｄ，保证湍流可以加速微生物与流体的物质交换，有利于微ＯＤ６００在１．５以上。生物的生长，但湍流状态同时会产生高剪切力损害1．1．2设备［１１］细胞，抑制其生长。在Ａｍｖｒｏｓｓｉｏｓ．Ｃ等人研究基础上，设计出一本实验选择枯草芽孢杆菌作为实验菌，探究流种流体混合设备，见图１。*基金项目：国家自然科学基金（２１１７７０６７），江苏省自然基金重点项目（ＢＫ２０１００３４），南通市社会发展项目（Ｈ

7、Ｓ２０１２００１），南通市重点实验平台项目（ＣＰ１２０１１００１）及江苏省青蓝工程计划项目资助。・２２・下时为差异显著。表２的结果可以证明实验数据的差异来自转速的不同，也就是雷诺数的不同，说明不同的雷诺数使得枯草芽孢杆菌有了不同的生物量。随后又用Ｄｕｎｃａｎ法对４组处理之间的差异进行两两比较，结果显示在图３中。图２中发现１５０和２００ｒ／ｍｉｎ，１５和６０ｒ／ｍｉｎ这两对的最大产量似乎一样（曲线重叠），该现象