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1、解放军预防医学杂志2003年10月第21卷第5期JPrevMedChinPLAOctober2003Vol.21No.5·319·pH值与曝气对硝化细菌硝化作用的影响王新为,孔庆鑫,金敏,宋农郑金来,古长庆,李君文(军事医学科学院卫生学环境医学研究所,天津,300050)摘要:目的探讨硝化细菌最佳工作条件,为应用和生产提供依据。方法通过人工调节液体培养基的pH值和充气,检测氨氮和亚硝酸盐氮转化率。结果分离的亚硝酸细菌在转化氨氮为亚硝酸盐氮的过程中产生大量强酸,可使pH值下降到5.6或更低,必须不断加入碱性物质给予中和。实验表明,培养过程中不加碱组氨氮转化率为20%左右,加碱组氨氮转化率
2、则可达到99%左右。而硝酸细菌则产酸不明显,pH维持在7.8～8.1。培养基连续充气可使氨氮在亚硝酸细菌的作用下去除率增加89%左右,亚硝酸盐氮在硝酸细菌作用下去除率增加85%左右。结论硝酸细菌与亚硝酸细菌均为好氧菌,不断曝气给予充足的溶解氧,pH值维持在7.5～9.0,才能更好地发挥其硝化作用。关键词:硝化细菌;硝化作用;环境污染中图分类号:R117文献标识码:A文章编号:1001-5248(2003)05-0319-04硝化作用是含氮物质彻底矿化极其重要的步的磷酸盐缓冲液为基础,视需要每升加入0.5g硫〔1〕骤。研究和利用硝化细菌的硝化作用,加速生活酸铵或亚硝酸钠试剂。pH控制在7
3、.5～9.0左右。污染物的处理,减轻环境污染负荷,对于在特殊环境(2)硝化细菌:均为本实验室从环境中分离,经生化、下工作的人群,提供良好的生存环境,有着重要的意电镜、PCR等鉴定为硝化细菌。(3)空气压缩机:广义。硝化作用主要是一群自养性细菌,包括将氨氮东饶平恒通电子电器公司制造。(4)酸度计:上海氧化为亚硝酸盐氮的亚硝酸细菌,和将亚硝酸盐氮METTLERTOLEDO320型。(5)紫外/可见分光光度氧化为硝酸盐氮的硝酸细菌,这些细菌统称为硝化计:85系列,上海天美科学仪器有限公司。〔2〕1.2方法硝化反应实验方法:2L三角瓶中装入细菌。硝化细菌只以二氧化碳为碳源,从而自养生长代时少则
4、十几小时,多则几十小时,受环境条件1750mL液体培养基,加入试验菌液约30～50mL,321的影响明显,诸如pH值、温度和溶解氧等因素均可使菌数达10个·mL。氨氮检测采用纳氏试剂分光〔3,4〕光度法〔5〕。亚硝酸盐氮检测方法采用重氮偶合分光使硝化作用受限。为了掌握硝化细菌的分离培养方法,了解硝化细菌的生长特性,便于研究和开发光度法。应用,本文就硝化细菌液体培养中酸碱度和曝气增加溶解氧与硝化作用的关系进行了初步观察。2结果与讨论1材料与方法2.1亚硝酸细菌液体培养过程中pH值的变化结果硝化作用对环境的酸碱度有严格要求。硝酸细1.1材料(1)液体培养基:以含镁、铁、锌、锰离子菌和亚硝酸
5、细菌合适的工作环境pH是7.9～9.0,21低于6.0则受抑制。由表1可见,在含有120mg·L基金项目:国家“八六三”计划项目(No.2001AA214191,2002AA601240)左右氨氮的液体培养基中,在室温(23℃)连续曝气及天津市科技攻关重大项目(No.0231807111)作者简介:王新为(1956～),男,大本,高级实验师。从事卫生和环境条件下,亚硝酸细菌的硝化作用可以使pH值下降微生物学研究。到5.6或更低些。以人工方式不断加入碱性物质·320·解放军预防医学杂志2003年10月第21卷第5期JPrevMedChinPLAOctober2003Vol.21No.5(
6、10%碳酸钠水溶液),维持较高水平的pH值,将有呈正相关,但并没有检测出亚硝酸盐氮含量的升高。+利于硝化作用的进行。这也证实了酸性条件下的NH4随着pH升高转化2.2亚硝酸细菌液体培养过程中氨氮的降解结果〔6〕为气态NH3而挥发的观点。于金莲等报道,向畜-1由表2可见,为了维持液体培养基中较高的pH值,禽养殖废水中加入浓度为6000mg·L的Ca(OH)216d的试验期累计加入10%碳酸钠水溶液13mL,时,pH值可到10.5,水温20℃,也能达到很高的氨2121氮脱除效率。使得氨氮由120mg·L降到1.5mg·L左右,去除率达99%。相反,如果不以人工加碱方式维持较高水2.3亚硝酸
7、细菌液体培养过程中亚硝酸盐氮检测平的pH值,其氨氮降低幅度很小,总体约为18%和结果硝化过程中亚硝酸盐氮含量的升高是亚硝酸20%。尤其是第11天至第16天,pH值已低于6.0,细菌作用结果。表3看出,加碱物质的亚硝酸细菌硝化细菌的硝化作用受抑,使得氨氮的降解速率处液体培养基中亚硝酸盐氮含量呈急剧升高的趋势;于一个相对平台期。在试验中也经常观察到,不加若不加碱,虽有一定基数的亚硝酸盐氮,也是在加入亚硝酸细菌的阴性试验对照,氨氮的去除与pH值亚硝酸
