高盐环境微生物的分离、鉴定及其在含盐废水处理中的应用研究

摘要

嗜盐菌是一类生长在盐湖、海洋等高盐环境下的微生物，生理性质独特，在理论和应用方面都具有很高的研究价值。本研究主要对新疆阿尔金山自然保护区阿牙克库木湖、浙江沿海盐场和中国东海嗜盐微生物进行分离和多样性分析，对部分菌株进行多相分类学研究，并将嗜盐微生物应用于含盐废水处理过程，构建了在高盐环境下高效降解污染物的嗜盐微生物群落。
　　 本研究从从新疆阿尔金山自然保护区阿牙克库木湖、浙江沿海盐场和中国东海分离出454株嗜(耐)盐菌。从中挑选了139株进行了16S rRNA基因序列测定和分析，结果表明在三种盐环境下分离的嗜盐微生物类型有很大差异。阿牙克库木湖测序菌株古菌占65％，其中以Halorubrum属菌株最多。盐场测序菌株中古菌仅占31％，厚壁菌门(Firmicutes)成员占43％，Halobacillus属成员所占比例最大。海洋样品测序菌株多样性最高，全部为真细菌，其中67.5％属于变形菌门，Marinobacter属的成员在所测菌株中比例最高，其次为Halomonas属。
　　 分离菌株中多株与相近物种具有较远的遗传距离，本研究对分离自榨菜废水反应器的菌株FS24、分离自中国东海的菌株908115和LY2进行了多相分类学研究，结果表明这三株菌分别代表Citricoccus、Marinobacter和Alcanivorax属下新的分类单元。分别命名为Citricoccuszhacaiensis sp. nov.，Marinobacter donghaiensissp. nov.和Alcanivorax ningii sp. nov。
　　 含盐废水因其高盐特性使一般微生物无法在其中正常生长，对废水生物处理产生毒害作用，使污水处理站对高盐污水的处理效果大幅度降低而无法达到国家排放标准。对废水稀释处理又会造成能源和水资源的浪费，使处理设施庞大、投资增加，运行费用提高。嗜盐微生物生活在高盐环境下，在漫长的地质年代里形成了对盐特殊的适应性。本研究从高盐废水的特点出发，从天然高盐环境中筛选分离适应含盐废水环境的微生物，通过测定菌株对污染物的降解效果和生理生化特性，构建了高效处理榨菜废水的菌群，可高效去除废水中的COD，针对榨菜废水原液低pH的特点，筛选了可提高废水pH的微生物，与高效菌配合使用即可自动调节废水pH，又能迅速降低废水COD。
　　 我国具有丰富的高盐环境资源，海洋国土辽阔，盐场数量众多，盐湖星罗棋布，对高盐环境微生物资源的开发和利用，可提高人们对于高盐生态系统和高盐环境下生命现象的认识，为高盐污染物治理提供材料和科学依据，嗜盐微生物的酶类在工业生产中也具有很好的应用前景。

目录

文摘

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声明

第一章 绪论

1.1 高盐环境和嗜盐微生物

1.1.1高盐环境

1.1.2嗜盐微生物

1.2 微生物分类学

1.2.1微生物的多样性与微生物分类学

1.2.2多相分类学

1.2.3原核生物命名法

1.3 嗜盐微生物在环境治理中的应用

1.3.1高盐废水和高盐环境的污染

1.3.2嗜盐微生物对石油烃类的降解

1.3.3嗜盐微生物对芳香族化合物的降解

第二章 高盐环境微生物的分离及可培养嗜盐菌多样性研究

引言

2.1材料和方法

2.1.1样品的采集

2.1.2培养基

2.1.3菌株的分离和保藏

2.1.4菌株16S rRNA基因序列分析

2.1.5功能酶的筛选

2.2实验结果

2.2.1高盐环境微生物分离培养

2.2.2部分菌株16S rRNA基因序列及系统发育分析

2.3讨论

2.4本章小结

第三章 菌株FS24，908115，LY2的多相分类学研究

引言

3.1材料和方法

3.1.1培养基

3.1.2菌株及其分离、培养条件

3.1.3表型分析

3.1.4化学分类特征

3.1.5基因型特征

3.1.6系统发育学分析

3.2实验结果

3.2.1表型特征

3.2.2生化特征

3.2.3化学特征

3.2.4基因型特征

3.3讨论

3.4新种描述

3.5本章小结

第四章 嗜盐菌在含盐废水处理中的应用研究

引言

4.1材料和方法

4.1.1菌株及培养基

4.1.2废水样品

4.1.3菌株分离、鉴定方法

4.1.4废水样品COD测定方法

4.2实验结果

4.2.1榨菜废水离子成分测定

4.2.2实验室已有嗜盐菌株对污水COD的降低效果分析

4.2.3新菌株筛选和培养驯化

4.2.4小型榨菜废水反应器中COD下降曲线

4.2.5榨菜污水的厌氧处理

4.3讨论

4.4本章小结

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文(含待发表)

致谢