反硝化细菌的筛选及鉴定(3)

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大多数微生物学家认为，反硝化作用是在缺氧或者厌氧的条件下进行的。但是在有氧的条件下，甚至氧浓度达到大气氧饱和浓度的92%时，细菌都可以同时利用氧和硝酸盐或者反硝化作用过程的中间代谢物(NO2-、NO、N2O)或者硝化作用的中间代谢物质羟胺（NH2OH）作为电子受体[15]，进行反硝化作用，产生气态氮化合物(NOx)。

好氧反硝化菌在有氧条件下能同时进行硝化和反硝化作用，能直接将利用硝化的产物进行反硝化作用，防止水体积累硝酸、亚硝酸等物质，从而能避免对硝化作用的抑制，加速了硝化反硝化过程，同时，硝化过程中消耗的碱可以从反硝化过程中产生的OH-处得到补偿，稳定了系统中的pH值，降低了操作难度和运行成本。大部分好氧反硝化菌适应性较强、生长速度快、产量高并且对溶解氧浓度要求较低，反硝化速度快且彻底等优点，因此适合用于对大面积氮污染水域的治理[11]。

1.4好氧反硝化菌的应用现状

1.4.1水产养殖水质净化

水产养殖中，氮素尤其是氨氮和亚硝酸盐氮的存在对许多水产动物有一定的毒害作用。由于在鱼虾等水产养殖过程中必须充氧来保证水中的溶解氧量，厌氧反硝化细菌的脱氮作用就得到了抑制而不能得到充分发挥。而好氧反硝化菌能在有氧的条件下进行反硝化作用，将硝态氮、亚硝态氮、氨氮等在有氧条件下转化为气态产物[12]，因此，人们越来越重视好氧反硝化菌。

于爱茸[13]等分离得到的一株好氧反硝化菌芽孢杆菌W2具独特的好氧反硝化作用，对水质的控制有一定的发展前景。根据其实验数据得到，如投入1kg的该菌到0.067 hm2鱼塘中就能完全的解决该池塘的氮问题。廖绍安[14]等从淡化养殖虾池筛选得到的一株活性较高的好氧反硝化菌，在10h内就能将亚硝态氮由26.18mg/L降至0；一株由湖水中分离出的好氧反硝化细菌，能降解水体中99%的亚硝态氮[15]。

1.4.2降解有机污染物

在特定的环境中，好氧反硝化菌具有去除有毒或难降解污染物的潜能。聚乙烯醇(PVA)曾被认为是一种不能被生物降解的合成纤维。Suzuki[16]等在含有PVA的土壤中分离得到1株具有好氧反硝化作用的假单胞菌O-3，然后将其加入到含有PVA的废水中，发现其能有效的对PVA进行降解。酚类物质具有十分难闻的气且对生物具有致畸性，而使用化学处理的方法会产生二次污染，因此受到限制。但是利用微生物法降解酚类却有十分显著作用[17]。Seung[18]等分离出了一株能在好氧条件下利用苯酚为碳源进行反硝化作用的产碱菌P5，可同时对酚类物质和硝态氮实行有效的去除。

1.4.3废水生物处理

目前对好氧反硝化菌的应用研究大部分处于实验室模拟阶段，主要用于模拟废水的处理，汤丽娟[19]等扩大培养了一株好氧反硝化菌T7后，使用PVA材料包被接种菌做成固定化的小球，然后将其投入不同浓度的以硝态氮和亚硝态氮为唯一氮源的模拟废水中。试验结果表明：该菌株能在有氧的条件下实现对硝态氮与亚硝态氮的代谢，对不同浓度的硝态氮和亚硝态氮的废水进行处理，且PVA包埋菌泥的投放方式为好氧反硝化菌的工程应用提供更有利的条件。

杨军[20]等利用好氧反硝化菌建立了一套小型的生物过滤系统来考察在高浓度氧的环境中生物过滤反硝化对NOx的去除效果。在系统运行的120天中，当NOx浓度在401.8～803.6mg/m3，O2含量在0%～20%时，滤塔对NOx的去除率达到了80％以上。空白实验表明，当O2含量逐渐增加到20%时，对NOx的化学去除最高可到30.5%。同时，O2含量的急剧增加会对NOx的去除产生明显的影响；微生物适应环境所需时间随着NOx浓度的增高而变长，通过分析生物过滤系统对模拟废水中NOx的转化机理，发现系统中主要是以生物法对NOx进行脱除。