摘要：为提高特种工业废水的处理效果，从营养物质C:N:P=100:5:0.1的驯化后污泥中筛选出了一株耐低磷菌。通过16SrRNA序列分析发现与GenBank中登录号为KJ147091的莱茵海默氏菌Rheinheimerasp.GR5匹配程度高达99%。该菌具有除碳性能，但不具有脱氮性能，且在C/P为100:0.1时对COD的降解能力达顶峰。该条件下，温度为30~35℃，pH为5~7时，该菌活性较高，对COD降解能力较强，去除率达87%。
关键词：耐低磷菌;分离;鉴定;特性研究
生物法处理[1]污水是目前较广泛的处理方法，而通过驯化分离可筛选出适合不同水质的微生物，不仅可以处理不同类型难处理的有机污水，还能大大的节约资源，降低成本减少能耗。适应不同水质的微生物不仅能够有效的去除有机污染物，亦可以承受普通工艺中难以承受的冲击力。本实验从本溪龙山泉啤酒厂污水站好氧池内取得污泥，筛选出一株耐低磷除碳菌，鉴定后对其进行了初步研究，以期为特种工业废水处理提供参数。
1实验部分
1.1材料
1.1.1菌源
菌株从本溪某啤酒厂污水站好氧曝气段培养驯化成熟后的活性污泥中分离得到。
1.1.2培养基
菌种分离纯化培养基：啤酒厂污水站厌氧罐出水。固体培养基加1.5%~2%的琼脂。
1.2方法
1.2.1耐低磷菌选育[2-5]
在无菌操作的条件下采用倍比稀释法，将样品稀释为10-2~10-6稀释度。灭菌后的固体培养基冷却凝固后，用移液枪分别吸取0.3mL菌稀释液于分离固体培养基上，用涂布法进行初步分离，倒置于30℃恒温生化培养箱中培养至长出单菌落。而后挑取菌落于液体培养基中富集培养。再用无菌接种环沾取菌液划线接种到固体平板并于30℃生化培养箱培养至长出。多次重复操作，多次转接，分离提纯出一株菌株。并结合显微镜染色观察，确定菌株形态一致后，达到提纯，并进行16SrRNA鉴定。
1.2.2特性研究方法
(1)不同磷浓度对菌株生长性能测试
按碳磷从100:1开始，即初始磷浓度为5mg/L，每个梯度降低0.5mg/L，直至磷浓度为0mg/L为止。取对数期的菌液按2%的接种量分别接种于装有200mL人工模拟污水低磷培养基的三角瓶中，置于恒温振荡培养箱中在30℃、200r/min条件下培养，定时取培养液测定OD600。绘制菌株不同磷浓度培养基中的生长曲线。
(2)耐低磷菌株除碳性能影响因素研究
温度对COD降解性能的影响：取对数期菌悬液，按2%接种量接种在盛有200mL人工模拟污水培养基的三角瓶中，置于恒温振荡培养箱中，200r/min条件培养。15℃为起始温度，以5℃梯度提高，直至40℃为止，定期取样测定COD与氨氮浓度含量。
pH对COD降解性能的影响：取对数期菌悬液，按2%接种量接种在盛有200mL不同pH值的人工模拟污水培养基的三角瓶中，贴上标签纸做好标记，置于30℃恒温振荡培养箱中，200r/min条件培养。初始pH值位4，以1单位梯度递增至10。定期取培养液测定水中COD与氨氮的浓度含量。
2结果与分析
2.1耐低磷菌鉴定
2.1.1菌落形态特征
各菌的菌落均为圆形，直径大小为1~2mm不等，整齐规则，光滑，中间微凸，半透明，具有粘性，菌落颜色为乳白色或浅黄色。革兰氏染色[7]呈阳性。
2.1.216SrRNA序列分析
利用BLAST，将该株低磷菌的16SrRNA序列与GenBank数据库[8]中已知菌种的16SrRNA序列进行比较鉴定，寻找与目的基因序列同源性最高的已知分类地位的菌种。发现与GenBank中登录号为KJ147091的莱茵海默氏菌Rheinheimerasp.GR5匹配程度高达99%。
2.2耐低磷菌生长特性及COD降解性能
2.2.1磷浓度对菌落生长特性的影响
由图可知，当碳磷比为100:1时，微生物迟缓期较短，很快进入对数期，42h后增长趋势略有减缓，但仍持续增长。随着磷浓度减少，即碳磷比增大，微生物分裂增殖较难，系统内剩余磷量仅够供给微生物正常的分解代谢，以致微生物提早进入稳定期。
而C/P达100:0.08条件下，微生物很难实现对磷的循环，没有明显的迟缓期与对数期，微生物浓度虽有增长但涨幅较小，增长速率较低。而培养基中不加磷营养源时，自身正常分解代谢活动受到限制，没有能量的转移，致使一些微生物提前死亡，死亡后胞内残存的少许磷元素被其他微生物利用，因此微生物浓度虽略有增加，但基本保持平衡，微生物在无外加磷源时难以生存。
2.2.2磷浓度对COD降解性能的影响
从图2中可以看出，C/P在100:1至100:0.1期间，COD去除量相仿，但100:0.1时的COD去除速率要略快于其它三者;且随着磷浓度的降低，COD的去除量减少。磷含量较低时，COD去除效果不明显，正应对了其生长曲线，系统内的微生物量较少，供给微生物维持生命代谢活动的磷营养源较少，使得微生物无法正常进行分解代谢活动，致使COD降解量偏低。
2.3耐低磷菌COD降解性能影响因素研究
2.3.1温度对COD降解性能的影响
由图可知，当温度在30℃和35℃时，COD去除情况良好，24h时COD的去除率为31%和29%，较其它三组略高，而48h时COD去除率分别达90%和87%;20℃、25℃和40℃时，总去除率为24%、68%、34%。由此可见当温度在30〜35℃时，该微生物的生物活性最高，去除率较高。
2.3.2pH值对COD降解性能的影响
由图4可以看出，当pH在5~7时，COD去除效果良好。24h时COD去除率分别为37%、37%和33%;pH值在4和8时的COD去除情况次之;当pH值大于8时，其去除率低于23%，去除效果开始变差。48h时pH值为5~7的COD去除率分别达93%、92%和88%;pH值为8时的COD去除效果次之，其去除率为57%;而当pH值为4或大于8时，COD的去除率均为超过38%，甚至更低。可见pH值在5~7范围内最适宜，耐低磷菌的活性较高，去除情况良好。
3结论
(1)本实验筛选出了1株具有除碳功能的耐低磷菌。该菌株为革兰氏阳性菌，呈圆形，直径大小为1~2mm不等，整齐规则，光滑，中间微凸，半透明，具有粘性，菌落颜色为乳白色或浅黄色。经鉴定，该菌株为莱茵海默氏菌。
(2)在不同磷浓度条件下，该菌株的生长特性及其COD降解能力有所差异。由此发现，碳磷比由100:1变化至100:0.1的条件下，其处理效果均达标，微生物生长量也比较正常。碳磷比高达100:0.08时，该菌株的生长情况和处理效果较差。不外加磷营养源时，微生物自身正常分解代谢活动受到限制，没有能量的转移，致使一些微生物提前死亡。
(3)在碳磷比为100:0.1时，考察了温度和pH对该微生物COD降解能力的影响，确定了其适宜生长的条件为中温，略酸性水质。在30~35℃之间，COD去除率可达87%以上，pH范围在5〜7时，COD去除率亦在87%以上，在5〜6之间可达92%。
一株耐低磷菌的筛选、鉴定及特性研究相关论文期刊推荐：《菌物学报》(双月刊)(英文刊名Mycosystema)的前身为《真菌学报》，创刊于1982年，是由中国科学院主管、中国菌物学会主办的我国菌物学(真菌、粘菌、卵菌)领域的专门学术期刊。主要报道该领域的最新研究进展和具创造性或较高学术水平的论文和简报。
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