蚯蚓粪中除臭微生物的筛选及培养条件优化

摘要

随着工农业的发展和人们对周围环境要求的日益提高，恶臭污染越来越引起人们的广泛关注。研究表明，恶臭污染中主要的污染物就是氨气和硫化氢，会造成人体的慢性中毒，甚至威胁生命。蚯蚓粪是具有高孔隙度和比表面积的颗粒状物质，具有吸附臭气的作用，并且蚯蚓粪中含有大量微生物，可促进恶臭物质的分解而达到除臭的目的。但是目前国内有关于蚯蚓粪的微生物学研究进行的还不够深入，恶臭处理的研究和应用报道也很少。
　　本试验以蚯蚓处理城市污泥得到的蚯蚓粪为研究对象，利用蚯蚓粪具有除臭功能的特性，从中筛选高效除臭菌株，将得到的菌种进行复配，利用复合菌株进行恶臭降解能力测试，并进行复合菌株培养条件的优化，得到以下结论:
　　蚯蚓粪样品的高通量测序结果表明，蚯蚓粪中含有除氨能力较好的产碱杆菌属和脱硫能力较好的芽胞杆菌属。
　　利用初筛和复筛相结合的方法，经过25天的培养从蚯蚓粪中分离出6株高效除氨菌NH1、NH4、NH6、NH9、NH11、NH12和NH13，5株脱硫菌HS2、HS3、HS5、HS7和HS10。除氨能力最强的菌种为NH1，NH3去除率为50.34％;脱硫能力最强的菌种为HS3，H2S去除率为54.69％。
　　将复筛得到的除氨菌和脱硫菌分别进行菌种复配，利用复合菌种进行鸡粪的恶臭降解试验，结果表明:在培养25天时，NH1与NH9、NH11除氨复合菌系使NH3的释放量与对照相比降低了58.21％; HS2与HS3、HS5脱硫复合菌系使H2S的释放量与对照相比降低了72.55％。在相同的培养条件下，复合菌系的除臭效果均高于复筛选出的单个菌株的效果。
　　对复合菌系中的6株菌分别做生理生化鉴定和分子生物学鉴定，结果表明:NH1为产碱杆菌属（Alcaligenes sp.），NH9为柠檬酸杆菌属（Citrobacter sp.），NH11为假单胞菌属（Pseudomonas sp.）;HS2为节杆菌属（Arthrobacter sp.），HS3为嗜麦芽寡养单胞菌属（Stenotrophomonas sp.），HS5为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。
　　对复合菌系进行混合培养条件优化试验，结果表明:除氨复合菌系最佳培养条件为温度30℃，pH7.5，摇床转速175rpm，接种量10％。脱硫复合菌系最佳培养条件为温度28℃，pH7.0，摇床转速150rpm，接种量15％。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究目的与意义

1．2 臭气的来源及危害

1．2．1 臭气的来源

1．2．2 臭气的危害

1．3 恶臭处理的研究现状

1．3．1 物理除臭法

1．3．2 化学除臭法

1．3．3 生物除臭法

1．4 蚯蚓粪除臭的效果及应用

1．5 高通量测序技术在土壤微生物研究中的应用

1．6 研究内容与技术路线

1．6．1 研究内容

1．6．2 技术路线

1．7 课题来源

2 材料与方法

2．1 蚯蚓粪中除臭微生物的群落结构分析

2．1．1 基因的提取

2．1．2 样品的扩增

2．2 除臭微生物的分离筛选

2．2．1 材料来源

2．2．2 主要仪器设备

2．2．3 培养基

2．2．4 菌种的筛选

2．3 菌种的鉴定

2．3．1 菌种的形态学鉴定和生理生化鉴定

2．3．2 菌种的分子生物学鉴定

2．4 菌种培养条件的优化

2．4．1 分析方法

2．4．2 最佳培养条件的确定

3 结果与分析

3．1 蚯蚓粪中除臭微生物的群落结构分析结果

3．1．1 基因组提取

3．1．2 PCR扩增结果

3．1．3 数据分析及质控结果

3．1．4 Alpha多样性分析结果

3．1．5 分类学分析

3．2 除臭微生物的分离筛选

3．2．1 初筛

3．2．2 复筛

3．2．3 菌种间的拮抗试验

3．3 复合菌种对NH3和H2S释放量的影响

3．3．1 复合除氨菌对NH3释放量的影响

3．3．2 复合脱硫菌对H2S释放量的影响

3．4 除臭微生物的鉴定

3．4．1 除氨菌的鉴定

3．4．1 脱硫菌的鉴定

3．5 复合菌株混合培养条件优化

3．5．1 除氨复合菌系培养条件优化

3．5．2 脱硫复合菌系的培养条件优化

4 讨论

4．1 高通量测序技术在研究除臭微生物的群落组成方面的应用

4．2 除臭微生物的筛选

4．3 复合除臭菌的除臭效果

4．4 研究展望

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

附表