采用光合细菌控制水体中亚硝酸盐的研究

卷期环境科学采用光合细菌控制水体中亚硝酸盐的研究‘刘双江‘孙燕岑运华杨惠芳‘中国科学院微生物研究所,,北京。。中国环境科学研究院水所“,北京。。摘要分离筛选到一株利用亚硝酸盐的光合细菌。试验结果表明,当亚硝酸盐浓度在。一时,该菌株在时间内能去除以上的亚硝酸盐,该菌株去除亚硝酸盐的最适碳源是乙酸和乳酸。在养殖池塘中施用该菌株制成的菌剂,池塘中亚硝酸盐浓度下降一写。关键词水产养殖,光合细菌,亚硝酸盐。众所周知,亚硝酸盐对人和许多其它生物具有毒害作用。在水产养殖业中,水体中一浓度高是引起鱼、虾等致病如草鱼出血热病的直接或间接因素。对北京地区养殖水体调查结果表明,水体中矛浓度过高达是近年来鱼病频繁发生的不可忽视的原因。光合细菌近年来被广泛用于有机污水的处理及资源化过程中,其活菌制剂用于水产养殖也取得了积极效果仁,一〕但迄今为止,未见有利用光合细菌控制水体中牙的研究与报道。试验过程中,笔者发现了不同种光合细菌对亡、了和牙的利用能力不同,并筛选分离到一株利用牙能力较强的光合细菌,以此为材料,研究了矛存在对光合细菌生长的影响及光合细菌对水体中的转化与去除作用。分析方法光合细菌细胞光吸收的测定培养物经离心收集细胞后悬浮在蔗糖溶夜甲,在一波长范围内扫描,观察细胞光吸收的变化。参见文献。牙浓度测定采用对氨基苯磺酸和一蔡胺比色法〔。材料与方法菌种菌种菌株为本试验室经筛选分离得到,根据其形态特征和已知的生理生化特性,初步归为红杆菌属耐砧口‘角。培养条件和方法培养基组成参见文献「上培养基中含有的作为光合细菌生长的氮源。培养温度为士℃。光照培养时以白炽灯为光源,黑暗培养则在无光源恒温培养箱中士℃进行。培养开始时加入不同浓度的牙,观察子对光合细菌生长的影响和光合细菌对矛的去除能力。结果与分析牙对光合细菌生长及细胞光吸收的影响牙对细胞的毒性表现在当其浓度超过一定范围后对细胞生长呈现抑制作用。鉴于分离到的菌株能够进行光能异养生长和化能异养生·长,因此,研究了在光照和黑暗种条件下一对细胞生长的影响,结果见表和表。从表可见,在光照条件下,当牙浓度低于时,牙的存在不但对菌株没有抑制作用,反而有一定的促进作用。当牙浓度达到时,菌株的生长明显受到抑制,且培养物外观无色正常情况下光照培养表牙对菌株生长的影响℃,培养”矛光照。石黑暗。。。表中数据为细菌培养液在“。波长处的光吸收值二国家“八五”科技攻关项目收稿日期一。一。环境科学卷期表厂对菌株光照培养细胞光吸收峰的影响。℃,对牙的去除作用不受光照与否的影响,这十分有利于其实际应用。吸收峰处波长矛表菌株对不同浓度份去除作用℃,初始浓度去除率光照黑暗,匆加,几‘人民,几…‘叮八甘甘,上,几巴…咨十十。。一一士士一士士一“”表示在该波长处有吸收峰,“一”表示无吸收峰,“士”表示此值光吸收较无时消减倍以上物呈红色,说明其色素合成系统被抑制。测定细胞光吸收特征发现表和图,子消除收吸光一一口一八一拭一内一口一一一!卜卜月任一么只行了连了峰坦娜哪米!光波长画图矛存在对光合细菌光吸收的影响〔牙」〔矛〕一。表表明,当牙浓度超过时,细菌的光照生长受到明显的抑制,但表结果表明,此时牙的去除率仍然很高,这可能是由于光合细菌的生长与牙的去除没有直接的相关性‘,细菌生长的氮源不是牙而是培养基中的,矛的去除是伴随细菌生长过程发生的非生长代谢反应。不同碳源对牙去除的影响菌株可斗利用包括小分子有机酸和单糖在内的多种有机物做碳源生长,表列出了不同碳源为底物时菌株对牙去除作用。从表可以看到,在光照条件下只有乳酸钠、乙酸钠为碳源时牙的去除率与以苹果酸钠为碳源时接近又表,而在黑暗条件下,只有乙酸钠作碳源时矛的去除率与以苹果酸钠为碳源时接近。菌株利用不同碳源时对了的去除效率相差较大。表菌株利用不同碳源对矛去除率(%)‘,从表1还可看出,在黑暗条件下当NO牙浓度在0.01一5.0mmol/L范围时,NO牙存在对S菌株的生长不但无明显的抑制作用,反而稍有促进其生长的作用。2.25菌株对NO牙的去除作用(l)不同浓度NO矛条件下S菌株的去除效率NO矛浓度在0.01一5.0mmol/L范围内经30℃、7d培养后,S菌株对NO牙的去除见表3。从表3可见,无论在光照或黑暗条件下,S菌株对NO牙的去除能力都很强(碳源为苹果酸),一般在80肠以上甚至接近’100%。尤其是S菌株黑暗条件光照条件h”内O只†月子.…月矛比J丹081上O口dQ,l丹目子了†勺848.…,.,曰41卜J洲八”30,上连‘11OJlb3对照2)乳酸钠丁酸钠乙酸钠丙酮酸钠葡萄搪5.490。61)初始NO『为1mmol/L2)对照培养不加任何碳源2.35菌株在池塘养殖中的应用效果NO牙是水体中一个重要生态因子,它对淡水鱼的影响主要为NO牙和血红蛋白的亲合作卷6期环境科学用,由于2者的结合而导致血红蛋白失去携带O:的功能,结果使其供氧能力下降,机体的代谢和免疫力受到影响。一些研究者从鱼病和环境因子的关系上论证了NO牙是草鱼出血病和继、编、妨、卿等暴发性鱼病的重要诱发因子。消除NO牙是渔业生产上迫切需要解决的间题,也是池塘生态管理上一个难以控制的因子。光合细菌在水产养殖上的增产防病效果已经得到肯定〔,一吕〕,但用它控制水体中NO牙浓度尚未有报道。为了确认S菌株在实际应用中对N()牙的去除效果,在北京郊区选择了8个池塘进行试验,单个池塘0.63一0.80hm,,水深2一2.sm,池塘养殖类型分为精养鲤鱼池塘和以维铺为主的混养池塘。每组试验池塘施用S菌株培养液的量分别为‘45kg压m,、90kg/hmZ和135kg/hm23个级别,每7一10d施用1次,共使用4个月。试验结果见表5。从表5可以看到,无论是精养鲤鱼池塘还是以缝、墉为主的混养池塘,采用S菌株处理的池塘中NO牙浓度比对照池塘降低许多,下降幅度在50%一80%,平均只有0.001一0.002爪mol八砂,而对照池平均为表55菌株对养殖池塘中Nof的去除效果(mmol/L)0.006一0.008mmol/L.3讨论根据文献〔4〕紫色非硫光合细菌共有21种,其中有仓种能够利用NO矛做氮源生长,但对NO歹的利用与否未进行特别描述。本试验结果表明;S菌株不仅能够在试验室条件下去除NO牙,而且在复杂的自然水体环境中仍能有效地去除NO矛,这为水产养殖业中控制池塘中NO牙浓度提供了一条新的有效途径。NO牙的去除可能有3条途径,即转变为细胞氮、被氧化为NO犷或是被还原为NZ,s菌株去除水体中NO矛的确切机理尚不清楚。从本试验结果(表1和表3)中可以看到,在NO牙浓度为1.0和5.0mmol/L时,细胞生长受到了明显的抑制,但其NO牙去除率却仍然很高。因此,可推测S菌株去除NO牙不是通过把NO矛一N同化为细胞这一途径进行的,而更有可能是把NO牙氧化为NO了或还原为N:。参考文献s菌株处理剂量精养鲤鱼池塘混养池塘CK(0)45kg/hmZ90掩/hmZ135kg/hmZ0,0060.0020.0010。0020.0080。0020。0020.001KabayashiMandShin一iehiroKurata.ProcessBIOChemiotry.1978,13:26王育锋等·水产学报,1990·14:347KahayashiM.Ady.讯A盯1.MicrobiOlogy.OxfordandIBHPublishingCorP.1982:643一661Tr6伴rHGandImho犷fJP.Ber罗犷5mannualofSystematicBaeteriolo罗.1989.1658一1682刘双江等.微生物学通报.1993,20:259俞毓馨等.环境工程微生物检验手册.北京:中国环境出版社,1990马述发等.齐鲁渔业.1991,(3):25陈正宇等.珠江水产.1991,(17):104.环境信.息·-·欢迎购阅《白洋淀污染调查与控制专集》《白洋淀污染调查与控制文集))(《环境科学》理借鉴。增刊)于1995年i2月出版。《文集》精选了关于自禅淀污染现状调查、污染控制措施、治理对策和作为白洋淀主要污染源之一的棉浆废水、糠醛废水、粘胶人造丝含锌废水等的处理技术的论文35篇。论文简练明晰,实用性较强,可供其他平原浅水湖的污染防治和类似废水的处《文集》约13万字,定价8元/册(含邮资)。欲购者请将书款汇到北京2871信箱《环境科学》编辑部,邮编100085。‘请在汇款单上写清所购书名和数量。联系电话:2545511一2138,联系人:万维纲、lminrhizosphere50115werealsodetermined.Itwasfoundthatthebiomassofwheatseedlingsin-ereasedandtheuptakeofCa,Mgete.bywheatseedlingswasimprovedwith0.3mmol/kgof51added.Whentheamountof51addedreaehed0.9mmol/kg,moresignifieanteffeetseanbeob-servedforthegrowthanduptakeofnutrientsbywheatseedlings.Moreover,silieontretmentssloweddownthepHdeelineandtheinerementofsolubleandexehangeablealuminumeontentinrhizosphere50115.Consideringtheresoureesandtheeffeetsformitigatingalurninumtoxieity,ap-Plieationprospeetofsilieonmaterialssuehassomeindustrialwasteproduetsanderopresiduesinaeid50115werediseussed.Keywords:silieon,aeid5011,alurninumtoxieity,alleviatingeffeet,wlzeat.rhizosphere.StudyonDegradationMeehanismofOrgano-PhosPhorusPesticideIsoearboPhosbyImmobi-lizedMieroorganism:IJuoQifangetal.(Insti-tuteofEnvironmentalMedieine,TongjiMediealUnive全sity,Wuhan430030):Chin.I.Envlron.Sci.,16(6),1995,PP.14一16Gasehromatography/massspeetrometryandotheranalytiealmethodswereaPPliedinthisstudy.Thetesthasgivenamass一speetrumofre-finedisoearbophos.Analytiealresultsdemon-stratedthattheeyeliestruetureofisoearbophosmightbebrokenintosirnpleinorganieeompdundssuehasCOZ,H:O,NH3,HZSandH3PO4byim-mobilizedmieroorganism.OrganieeompoundssuehasisoPropylsalieylatewereProduetsofdegradationproeessbyinferenee.Theprimaryresearehonthedegradationrneehanismofisoear-bophoshasalsobeendone.Keywords:immobilizedmieroorganism,isoear-bophos,degradationmeehanism.ComParisonoftheMutagenieityofwaterSam-PlesDisinfeetedwithSeveralDisinfeetants.Ta