复合载体固定化细菌降解养殖水体中氨氮和亚硝酸盐氮的研究-论文.pdf

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1、《渔业现代化)2014年第4l卷第3期doi：10．3969／j．issn．1007·9580．2014．03．003复合载体固定化细菌降解养殖水体中氨氮和亚硝酸盐氮的研究魏大鹏，单洪伟，马牲(中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室，山东青岛266003)摘要：以水体中氨氮和亚硝酸盐氮的降解率为指标，寻求固定化微生物复合载体及最佳配比。以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为载体，二氧化硅(SiO)为吸附剂，采用包埋法固定复合细菌制备成固定化小球，研究各成分在不同比例下，对水产养殖水体氨氮和亚硝酸盐氮的去除效果的影响。固定化小球的最佳工艺条件为PVA10％、

2、SA3％、包埋茵量0．1％、SiO，4％、交联时间36h。固定化小球24h的氨氮和亚硝酸盐氮降解率分别达到96．0％和98．0％。添加SiO，的复合载体小球具有载茵量高、比表面积大的特性。该方法工艺简单。处理效率高，是一种有应用价值的方法。关键词：固定化微生物；聚乙烯醇；海藻酸钠；包埋法；复合栽体；养殖废水中图分类号：$949文献标志码：A文章编号：1007—9580(2014)03．011．05氨氮和亚硝酸盐氮是造成水产养殖污染的1材料与方法主要原因[1]。微生物处理养殖废水，具有成本低、见效快的特点。但受环境影响大。处理效果不1．1细菌及培养条件稳定[

3、21。固定化微生物技术具有微生物密度高、本研究所用的细菌为前期工作中筛选得到的反应快、稳定性强、易于操作等优点，在养殖废水3株细菌的混合菌剂_1，菌株分别为芽孢杆菌处理方面具有良好的应用前景[3-4]。通常有吸附(Bacillussp．)BD6株、BZ5株和溶藻弧菌(Vibrio法和包埋法两种．吸附法即通过微生物在载体表alginolyticus)VZ5株，混合比例分别为5．2％、22％面形成生物膜来净化水质[5]，比较而言。包埋法和72．8％。3株细菌分别接种于液体LB培养基可以提高载菌量，同时可以为菌体提供更好的保培养，接种后的细菌于30oC，150r

4、／min避光培养护，在养殖水体处理中已有较多应用_6]。如用48h后，离心(4000r／min，10rain)获得湿菌体壳聚糖和海藻酸钠作为载体，包埋固定化硝化细备用。菌，制备固定化小球，处理养殖水体中的氨氮，去1．2PVA．SA小球的制作除率可达94％以上．但该方法存在传质性较差的聚乙烯醇．海藻酸钠(PVA．SA)小球是通过交问题[83。针对这一缺点，本研究利用无机载体二联的方法获得，具体操作如图1所示。在聚乙烯氧化硅(SiO，)的吸附性[9。，将其与聚乙烯醇醇中添加一定量的海藻酸钠可增加小球的通透性(PolyvinylAlcohol，PVA)、海藻酸钠

5、(Sodium和成球性。聚乙烯醇和海藻酸钠混合物通过水浴Alginate．SA)混合作为固定化载体。用于细菌包加热溶解(90℃以上)，待冷却后(37oC)与培养得埋，在保证高载菌量的前提下，提高固定化小球到的湿菌体按一定比例混合，形成混合物。将混的传质性。同时探究制备固定化小球的最佳合物放置于注射器内，缓慢注入含有3％氯化钙的条件。饱和硼酸溶液中，通过调节该溶液的pH(6．7)，确保细菌保持较高的活性。在该溶液中交联数小收稿日期：2014．03．05修回日期：2014—04．25基金项目：国家科技支撑计划项目“南海区对虾高效健康养殖技术集成与示范”(201

6、1BAD13B10)作者简介：魏大鹏(1988一)，男，硕士研究生，研究方向：对虾养殖生态学。E-mail：weidapenglxl@163．corn通信作者：马牲(1955一)，男，教授，研究方向：甲壳类动物增养殖。E-mail：mashen@OUC．edu．cn12《渔业现代化}2014年第41卷第3期时，得到含有固定化菌的PVA—SA小球。另外，1．4分析方法PVA—SA—SiO混合载体小球的制作方法同上，在小球测定质量、直径、载菌量、密度、持水倍PVA和SA混合物中添加一定质量的SiO：粉末。率、含水率、比表面积。载菌量的测定方法为震荡后，稀释涂布

7、平板计数法，比表面积的测定采用亚匿匣囤甲基蓝染料法【】。氨氮浓度和亚硝酸盐氮浓度依照海洋监测规范，采用靛酚蓝分光光度法和萘乙二胺分光光度法进行测定ll。1．5数据处理数据计算平均值、标准差，采用Excel2010软件进行处理。数据通过SPSS软件进行单因子方粪差分析(ANOVA)和差异显著性分析，取P<0．05为差异显著。图1PVA-SA与PVA_SA-SiO2小球制作过程2结果与讨论Fig．1TheflowchartofPVA—SAbM1andPVA—SA—SiO2ball2．1小球表征参数1．3试验设计载体小球的表征参数见表2。载菌量是固定PVA、SA

8、和包埋菌是固定化小球的主要成分。化小球的一个重要参数，通过稀释平板