中度嗜盐菌Halomonas sp.STSY-3耐盐特性及其在高盐废水处理中的应用

摘要

高盐废水是指水中总含盐量大于1％的废水。高盐废水的来源十分广泛，水质复杂，更重要的是由于其高含盐量，会破坏微生物细胞内部的渗透压平衡，对微生物的生长会产生抑制作用。目前常用的处理高盐废水的方法主要局限于理化法，比如蒸发，混凝-絮凝，离子交换和膜技术等。然而这些技术方法能耗高、费用大，因此寻求高盐废水的生物处理方法已成为亟待解决的问题。
　　从20世纪80年代开始，人们对各种地理环境中的嗜盐菌进行了广泛的研究，从各种高盐环境下分离培养并命名了大量的中度嗜盐菌，并对这些中度嗜盐菌做了深入的研究，对于这些处于极端环境中的微生物有了更为深刻的了解。相对极端嗜盐菌而言，中度嗜盐菌的分布更为广泛，所适应的盐度范围也更宽，容易适应所生长的环境，同时对营养的要求比极端嗜盐菌条件更低。随着对中度嗜盐菌的关注度提高，也为实现高盐废水生化处理提供了有利的理论依据和技术指导。本文以中度嗜盐菌Halomonas sp。STSY-3为材料，分别研究它的耐盐机制，同时对其在高盐废水生化处理中应用做了初步的研究。研究结果表明：
　　(1)菌株Halomonas sp.STSY-3能够在盐度为5％-11％NaCl的培养基中生长情况良好，最适盐度的NaCl浓度为7％；最适宜生长的温度范围是在30℃-35℃；最适宜生长的pH范围为7-8；并且该菌株对酸性环境比较敏感，对碱性环境有一定的耐受性。在离子对菌株生长的影响实验中，高盐环境下菌株的生长对Na+和Cl-的依赖性是其它任何离子都不可代替的。在高盐环境下，菌株的生长与接种量成正相关，即接种量的提高可以有效地促进STSY-3的耐盐生长。
　　(2)菌株Halomonas sp.STSY-3在高盐环境中受到渗透胁迫时，细胞会在第一时间作出反应，此时，细胞通过积累相容性溶质，如谷氨酸、脯氨酸、可溶性糖类、甜菜碱等调节细胞内外的渗透压平衡。在这些相容性溶质中，甜菜碱是最主要的渗透保护物质，虽然可溶性糖类和甘氨酸等游离氨基酸对于细胞的调渗作用没有甜菜碱重要，但是它们是菌株重要的碳源、氮源和能源物质，在细胞整体生理活动体系中的作用也是非常重要的。
　　(3)Halomonas sp.STSY-3对高盐废水中COD的降解过程中，其COD去除率会随着废水中盐度和底物浓度的变化而变化。外源添加相容性溶质对菌株降解高盐废水中COD的性能会产生影响，在这方面甜菜碱的效果是最佳的，其次是四氢嘧啶，而谷氨酸和海藻糖的效果并不明显。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的和意义

1.2.1 研究目的

1.2.2 研究意义

1.3 研究的主要内容

2 中度嗜盐菌处理高盐废水研究综述

2.1 中度嗜盐菌概述

2.1.1 中度嗜盐菌的定义和分类

2.1.2 中度嗜盐菌研究历史

2.1.3 中度嗜盐菌的生理生化特征

2.1.4 中度嗜盐菌的渗透调节机制

2.2 相容性溶质研究进展

2.2.1 相容性溶质的种类及其特点

2.2.2 相容性溶质的作用机理简介

2.3 高盐废水生物处理研究进展

2.3.1 高盐废水的来源

2.3.2 高盐废水处理现状及进展

2.3.3 高盐废水生物处理的可能性

3 中度嗜盐菌Halomonas sp．STSY-3的生物学特征研究

3.1 概述

3.2 实验材料与方法

3.2.1 实验材料

3.2.2 实验方法

3.3 结果与分析

3.3.1 菌株在不同盐度下生长情况分析

3.3.2 温度、pH对菌株的生长情况分析

3.3.3 菌株在不同离子影响下的生长情况分析

3.3.4 不同接种量对菌株的生长情况分析

3.4 本章小结

4 中度嗜盐菌Halomonas sp．STSY-3的耐盐特性研究

4.1 概述

4.2 高盐环境下菌株细胞的表征和细胞膜的变化

4.2.1 实验材料

4.2.2 实验方法

4.2.3 实验结果与讨论

4.3 耐盐菌株细胞的渗透调节功能

4.3.1 实验材料

4.3.2 实验方法

4.3.3 结果与讨论

4.4 本章小结

5 中度嗜盐菌Halomonas sp．STSY-3降解高盐废水COD实验研究

5.1 概述

5.2 实验材料与方法

5.2.1 实验材料

5.2.2 实验方法

5.3 结果与讨论

5.3.1 盐度对嗜盐菌株降解性能的影响实验

5.3.2 底物浓度对去除率的影响

5.3.3 接种量对去除率的影响

5.3.4 外源相容性物质对嗜盐菌株降解高盐废水COD的影响

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

攻读学位期间发表的论文及参加的科研项目

致谢

参考文献