好氧反硝化細(xì)菌的篩選及菌藻聯(lián)合對(duì)養(yǎng)殖廢水的處理
發(fā)布時(shí)間：2021-12-11 10:39
我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的集約化管理和高密度養(yǎng)殖模式導(dǎo)致了目前養(yǎng)殖水環(huán)境的急速惡化,水體富營(yíng)養(yǎng)化日漸嚴(yán)重,養(yǎng)殖動(dòng)物病害問題頻發(fā)。而用傳統(tǒng)的物理、化學(xué)方法處理養(yǎng)殖廢水會(huì)對(duì)養(yǎng)殖水體造成不可逆的傷害,所以探究新型生物處理養(yǎng)殖廢水是水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的必由之路。益生菌可以有效改善養(yǎng)殖水體環(huán)境,維護(hù)養(yǎng)殖水體微生態(tài)平衡,還能在一定程度上促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)免疫,在水產(chǎn)養(yǎng)殖上得到廣大學(xué)者以及養(yǎng)殖戶的認(rèn)可。本研究從淡水養(yǎng)殖池塘中分離出兩株純種菌株,分別為BB1和BB1-a。菌株BB1經(jīng)16S rDNA系列比對(duì)和進(jìn)化樹分析結(jié)果顯示兩株菌均為假單胞屬菌,分別命名為Pseudomonas sp.BB1,Pseudomonas sp.BB1-a。分別在假單胞菌BB1、假單胞菌BB1-a濃度為106CFU/mL的條件下養(yǎng)殖斑馬魚（Brachydanio rerio var）,結(jié)果顯示在此濃度下的假單胞菌BB1和假單胞菌BB1-a對(duì)斑馬魚均無(wú)生物毒性。在不同溫度（15℃,20℃,25℃,30℃,35℃）和pH（5,6,7,8）下培養(yǎng)假單胞菌BB1和假單胞菌BB1-a,結(jié)果顯示,在p H為7,溫度為25-...
【文章來(lái)源】：廣州大學(xué)廣東省
【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中亞硝酸鹽的產(chǎn)生過程[17]
好氧反硝化細(xì)菌的篩選及菌藻聯(lián)合對(duì)養(yǎng)殖廢水的處理6微藻是水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘中的生產(chǎn)者，不僅能在生長(zhǎng)過程通過光合作用對(duì)污水復(fù)氧和脫氮除磷，本身還含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是養(yǎng)殖動(dòng)物的優(yōu)良餌料[53]。利用微藻處理污水的理念最早由Oswald提出[54]，污水處理中常見的微藻種類主要有綠藻門和藍(lán)藻門，其中應(yīng)用最為廣泛的有小球藻（Chlorella）、柵藻（Scenedesmus）、螺旋藻（Spirulina）和顫藻（Oscillatoria）等。圖1-2藻類處理污水原理在光合自養(yǎng)或異養(yǎng)的微生物生長(zhǎng)過程中，同化吸收、硝化和反硝化是去除無(wú)機(jī)氮的機(jī)理，其中同化吸收是主要機(jī)理[55]。小球藻可以將NO3-或NO2-還原為可以被微藻直接吸收的銨（NH4+），在此過程中，所有形式的無(wú)機(jī)氮最終都將轉(zhuǎn)化為銨，并通過谷氨酸和ATP結(jié)合到氨基酸中去[56]。硝化作用是氨氧化細(xì)菌（AOB）、氨氧化古細(xì)菌（AOA）和NO2-氧化細(xì)菌（NOB）將NH4+氧化為NO2-，然后再氧化為NO3-的過程。反硝化作用是在NO3-還原菌的作用下將NO3-還原成NO2-，再通過反硝化細(xì)菌在厭氧條件下將NO2-還原成N2或N2O[57-58]。此外，在高pH（>8）下，氨可以轉(zhuǎn)化為NH3從水中揮發(fā)[59]。值得一提的是，在近幾十年間，研究學(xué)者已發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化細(xì)菌和好氧反硝化細(xì)菌（ADB）的存在，這使得細(xì)菌在好氧或厭氧條件下直接脫氮成為可能[60]。此外，微藻對(duì)無(wú)機(jī)磷也有很好的去除效果。以無(wú)機(jī)態(tài)如H2PO4-和HPO42-存在的磷可以通過磷酸化并入有機(jī)化合物（如DNA、RNA、脂質(zhì)）中。微生物同化吸收的P，則大部分用于從ADP合成ATP的過程，同時(shí)伴隨著能量的輸入[61]。至于有機(jī)磷，則可以被細(xì)菌分泌的胞外酶水解成磷酸鹽[62]，然后再如無(wú)機(jī)磷一樣被去除。微藻在污水中的應(yīng)用主要兩種形式：懸浮和固定化。雖然懸浮式培養(yǎng)
好氧反硝化細(xì)菌的篩選及菌藻聯(lián)合對(duì)養(yǎng)殖廢水的處理8圖1-3菌藻共生關(guān)系示意圖如圖1-3，在菌藻共生體系中，微藻通過光合作用，吸收利用養(yǎng)殖水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物，并釋放出氧氣，而細(xì)菌則利用氧氣進(jìn)行代謝作用，并消耗有機(jī)質(zhì)。因此，菌藻聯(lián)合體系較傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)更高效、低能，故而應(yīng)用更為廣泛。綜上所述，用菌藻共生模式代替單一的菌、藻來(lái)對(duì)養(yǎng)殖水體進(jìn)行處理的研究是非常必要以及有意義的。1.3本課題研究目的及意義近年來(lái)，社會(huì)各界環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，如何有效控制水產(chǎn)養(yǎng)殖污染、減少抗生素的使用以期達(dá)到“高效、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、健康、安全”的養(yǎng)殖模式成為目前研究的熱點(diǎn)。益生菌因其對(duì)改善養(yǎng)殖水體水質(zhì)、提高養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)免疫、抑制有害病菌繁殖的作用，經(jīng)常被用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，微生物在水產(chǎn)養(yǎng)殖的作用也有目共睹。但是在實(shí)際養(yǎng)殖中，市面上自養(yǎng)型水產(chǎn)用菌對(duì)于能量利用率低、生長(zhǎng)速度緩慢且對(duì)水體環(huán)境要求高，很難在自然水體中形成優(yōu)勢(shì)菌，在高密度養(yǎng)殖環(huán)境下對(duì)于氨氮等指標(biāo)的降解作用較低。故而，從自養(yǎng)殖水體中篩選并分離純化出具有高效降解氨氮能力的菌株，并建立菌藻共生系統(tǒng)，能更穩(wěn)定、更高效降解水中污染物質(zhì)，具有更廣闊的應(yīng)用前景。本研究對(duì)于目前高密度養(yǎng)殖下養(yǎng)殖水的處理具現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)可為綠色、健康的可持續(xù)水產(chǎn)養(yǎng)殖的推廣提供一定的理論基矗
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淺談水產(chǎn)動(dòng)物健康養(yǎng)殖[J]. 姜虎成,王明華,陳校輝,鐘立強(qiáng),邊文冀. 水產(chǎn)養(yǎng)殖. 2020(01)
[2]水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的污染現(xiàn)狀及控制對(duì)策[J]. 彭友蓮. 畜牧獸醫(yī)科技信息. 2019(12)
[3]水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的污染現(xiàn)狀及其控制對(duì)策初探[J]. 樊丙超. 農(nóng)家參謀. 2019(14)
[4]污染水體中氨氮降解菌的篩選與降解特性研究[J]. 王珺,王麗玲,李賀鵬,嚴(yán)力蛟,岳春雷. 環(huán)境污染與防治. 2019(07)
[5]pH對(duì)微生物絮團(tuán)氨氮轉(zhuǎn)化效率及細(xì)菌活性的影響[J]. 李莉,李文清,譚洪新,羅國(guó)芝. 上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[6]養(yǎng)殖池塘水體中氨氮的來(lái)源、危害及控制[J]. 路慶鵬,金雪霞. 科學(xué)養(yǎng)魚. 2019(06)
[7]小球藻與不動(dòng)桿菌聯(lián)合處理高氮磷廢水的研究進(jìn)展[J]. 鐘玉鳴,鄧啟華,王偉,李煥塏,童英林,王琴,劉建高,金益曼,劉暉. 廣東化工. 2019(03)
[8]1株異養(yǎng)硝化好氧反硝化不動(dòng)桿菌的分離及脫氮性能[J]. 顏薇芝,張漢強(qiáng),余從田,雷艷芳,郝健,史吉平. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2017(07)
[9]一株好氧反硝化細(xì)菌的分離鑒定及反硝化能力初測(cè)[J]. 戰(zhàn)海,王廣軍,陳成勛. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(02)
[10]植煙土壤中微生物特性及氨化、亞硝化菌分離鑒定與活性研究[J]. 丁夢(mèng)嬌,黃鶯,李春順,賓俊,李強(qiáng),范偉,張毅,周冀衡. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(10)
博士論文
[1]番茄和水稻種子可培養(yǎng)內(nèi)生細(xì)菌的多樣性分析及促生菌功能研究[D]. 許明雙.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[2]一株?yáng)旁宓姆蛛x培養(yǎng)及其應(yīng)用于養(yǎng)豬廢水處理的潛力研究[D]. 程海翔.浙江大學(xué) 2013
碩士論文
[1]復(fù)合芽孢桿菌對(duì)養(yǎng)殖水體水質(zhì)影響的初步研究[D]. 劉夢(mèng)琦.遼寧大學(xué) 2018
[2]益生菌的篩選及其對(duì)水質(zhì)的影響[D]. 吳星.大連工業(yè)大學(xué) 2015
[3]膠紅酵母對(duì)凡納濱對(duì)蝦、羅非魚、卵形鯧鲹生長(zhǎng)、消化酶活力和免疫的影響[D]. 夏冬梅.上海海洋大學(xué) 2014
[4]一株銅綠微囊藻抑藻菌的分離鑒定及其抑藻特性研究[D]. 王瓊.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]小球藻和菌藻共生系統(tǒng)綜合處理養(yǎng)豬業(yè)沼液研究[D]. 簡(jiǎn)恩光.南昌大學(xué) 2013
本文編號(hào)：3534527
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【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中亞硝酸鹽的產(chǎn)生過程[17]
好氧反硝化細(xì)菌的篩選及菌藻聯(lián)合對(duì)養(yǎng)殖廢水的處理6微藻是水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘中的生產(chǎn)者，不僅能在生長(zhǎng)過程通過光合作用對(duì)污水復(fù)氧和脫氮除磷，本身還含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是養(yǎng)殖動(dòng)物的優(yōu)良餌料[53]。利用微藻處理污水的理念最早由Oswald提出[54]，污水處理中常見的微藻種類主要有綠藻門和藍(lán)藻門，其中應(yīng)用最為廣泛的有小球藻（Chlorella）、柵藻（Scenedesmus）、螺旋藻（Spirulina）和顫藻（Oscillatoria）等。圖1-2藻類處理污水原理在光合自養(yǎng)或異養(yǎng)的微生物生長(zhǎng)過程中，同化吸收、硝化和反硝化是去除無(wú)機(jī)氮的機(jī)理，其中同化吸收是主要機(jī)理[55]。小球藻可以將NO3-或NO2-還原為可以被微藻直接吸收的銨（NH4+），在此過程中，所有形式的無(wú)機(jī)氮最終都將轉(zhuǎn)化為銨，并通過谷氨酸和ATP結(jié)合到氨基酸中去[56]。硝化作用是氨氧化細(xì)菌（AOB）、氨氧化古細(xì)菌（AOA）和NO2-氧化細(xì)菌（NOB）將NH4+氧化為NO2-，然后再氧化為NO3-的過程。反硝化作用是在NO3-還原菌的作用下將NO3-還原成NO2-，再通過反硝化細(xì)菌在厭氧條件下將NO2-還原成N2或N2O[57-58]。此外，在高pH（>8）下，氨可以轉(zhuǎn)化為NH3從水中揮發(fā)[59]。值得一提的是，在近幾十年間，研究學(xué)者已發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化細(xì)菌和好氧反硝化細(xì)菌（ADB）的存在，這使得細(xì)菌在好氧或厭氧條件下直接脫氮成為可能[60]。此外，微藻對(duì)無(wú)機(jī)磷也有很好的去除效果。以無(wú)機(jī)態(tài)如H2PO4-和HPO42-存在的磷可以通過磷酸化并入有機(jī)化合物（如DNA、RNA、脂質(zhì)）中。微生物同化吸收的P，則大部分用于從ADP合成ATP的過程，同時(shí)伴隨著能量的輸入[61]。至于有機(jī)磷，則可以被細(xì)菌分泌的胞外酶水解成磷酸鹽[62]，然后再如無(wú)機(jī)磷一樣被去除。微藻在污水中的應(yīng)用主要兩種形式：懸浮和固定化。雖然懸浮式培養(yǎng)
好氧反硝化細(xì)菌的篩選及菌藻聯(lián)合對(duì)養(yǎng)殖廢水的處理8圖1-3菌藻共生關(guān)系示意圖如圖1-3，在菌藻共生體系中，微藻通過光合作用，吸收利用養(yǎng)殖水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物，并釋放出氧氣，而細(xì)菌則利用氧氣進(jìn)行代謝作用，并消耗有機(jī)質(zhì)。因此，菌藻聯(lián)合體系較傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)更高效、低能，故而應(yīng)用更為廣泛。綜上所述，用菌藻共生模式代替單一的菌、藻來(lái)對(duì)養(yǎng)殖水體進(jìn)行處理的研究是非常必要以及有意義的。1.3本課題研究目的及意義近年來(lái)，社會(huì)各界環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，如何有效控制水產(chǎn)養(yǎng)殖污染、減少抗生素的使用以期達(dá)到“高效、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、健康、安全”的養(yǎng)殖模式成為目前研究的熱點(diǎn)。益生菌因其對(duì)改善養(yǎng)殖水體水質(zhì)、提高養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)免疫、抑制有害病菌繁殖的作用，經(jīng)常被用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，微生物在水產(chǎn)養(yǎng)殖的作用也有目共睹。但是在實(shí)際養(yǎng)殖中，市面上自養(yǎng)型水產(chǎn)用菌對(duì)于能量利用率低、生長(zhǎng)速度緩慢且對(duì)水體環(huán)境要求高，很難在自然水體中形成優(yōu)勢(shì)菌，在高密度養(yǎng)殖環(huán)境下對(duì)于氨氮等指標(biāo)的降解作用較低。故而，從自養(yǎng)殖水體中篩選并分離純化出具有高效降解氨氮能力的菌株，并建立菌藻共生系統(tǒng)，能更穩(wěn)定、更高效降解水中污染物質(zhì)，具有更廣闊的應(yīng)用前景。本研究對(duì)于目前高密度養(yǎng)殖下養(yǎng)殖水的處理具現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)可為綠色、健康的可持續(xù)水產(chǎn)養(yǎng)殖的推廣提供一定的理論基矗
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淺談水產(chǎn)動(dòng)物健康養(yǎng)殖[J]. 姜虎成,王明華,陳校輝,鐘立強(qiáng),邊文冀. 水產(chǎn)養(yǎng)殖. 2020(01)
[2]水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的污染現(xiàn)狀及控制對(duì)策[J]. 彭友蓮. 畜牧獸醫(yī)科技信息. 2019(12)
[3]水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的污染現(xiàn)狀及其控制對(duì)策初探[J]. 樊丙超. 農(nóng)家參謀. 2019(14)
[4]污染水體中氨氮降解菌的篩選與降解特性研究[J]. 王珺,王麗玲,李賀鵬,嚴(yán)力蛟,岳春雷. 環(huán)境污染與防治. 2019(07)
[5]pH對(duì)微生物絮團(tuán)氨氮轉(zhuǎn)化效率及細(xì)菌活性的影響[J]. 李莉,李文清,譚洪新,羅國(guó)芝. 上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[6]養(yǎng)殖池塘水體中氨氮的來(lái)源、危害及控制[J]. 路慶鵬,金雪霞. 科學(xué)養(yǎng)魚. 2019(06)
[7]小球藻與不動(dòng)桿菌聯(lián)合處理高氮磷廢水的研究進(jìn)展[J]. 鐘玉鳴,鄧啟華,王偉,李煥塏,童英林,王琴,劉建高,金益曼,劉暉. 廣東化工. 2019(03)
[8]1株異養(yǎng)硝化好氧反硝化不動(dòng)桿菌的分離及脫氮性能[J]. 顏薇芝,張漢強(qiáng),余從田,雷艷芳,郝健,史吉平. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2017(07)
[9]一株好氧反硝化細(xì)菌的分離鑒定及反硝化能力初測(cè)[J]. 戰(zhàn)海,王廣軍,陳成勛. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(02)
[10]植煙土壤中微生物特性及氨化、亞硝化菌分離鑒定與活性研究[J]. 丁夢(mèng)嬌,黃鶯,李春順,賓俊,李強(qiáng),范偉,張毅,周冀衡. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(10)
博士論文
[1]番茄和水稻種子可培養(yǎng)內(nèi)生細(xì)菌的多樣性分析及促生菌功能研究[D]. 許明雙.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[2]一株?yáng)旁宓姆蛛x培養(yǎng)及其應(yīng)用于養(yǎng)豬廢水處理的潛力研究[D]. 程海翔.浙江大學(xué) 2013
碩士論文
[1]復(fù)合芽孢桿菌對(duì)養(yǎng)殖水體水質(zhì)影響的初步研究[D]. 劉夢(mèng)琦.遼寧大學(xué) 2018
[2]益生菌的篩選及其對(duì)水質(zhì)的影響[D]. 吳星.大連工業(yè)大學(xué) 2015
[3]膠紅酵母對(duì)凡納濱對(duì)蝦、羅非魚、卵形鯧鲹生長(zhǎng)、消化酶活力和免疫的影響[D]. 夏冬梅.上海海洋大學(xué) 2014
[4]一株銅綠微囊藻抑藻菌的分離鑒定及其抑藻特性研究[D]. 王瓊.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]小球藻和菌藻共生系統(tǒng)綜合處理養(yǎng)豬業(yè)沼液研究[D]. 簡(jiǎn)恩光.南昌大學(xué) 2013
本文編號(hào)：3534527
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