凈化水質(zhì)的復(fù)合微生態(tài)制劑的研究

吳保承，沈國(guó)強(qiáng)，楊春霞，張 棟，侯傳林，馮美英

（1.江南大學(xué)，江蘇 無(wú)錫214122；2.江蘇省生物活性制品加工工程技術(shù)研究中心，江蘇 無(wú)錫214142）

水質(zhì)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖成敗和產(chǎn)量的影響十分顯著。一般情況下，水體在有益菌的作用下，氮循環(huán)處于穩(wěn)定的狀態(tài)，水中氨氮及亞硝態(tài)氮維持正常水平。但隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，集約化高密度養(yǎng)殖規(guī)模日益擴(kuò)大，導(dǎo)致水體中殘餌和動(dòng)物排泄物大增；同時(shí)，未經(jīng)處理的養(yǎng)殖廢水和工業(yè)、生活污水的排放使水體受到嚴(yán)重污染，養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境遭到破壞，導(dǎo)致病原微生物種類(lèi)增多、傳播速度加快，養(yǎng)殖生物病害日趨嚴(yán)重，給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失[1～5］。

微生態(tài)制劑是從天然環(huán)境中篩選出來(lái)的微生物菌體經(jīng)培養(yǎng)、繁殖后制成的含有大量有益菌的活性菌制劑，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型魚(yú)餌添加劑，已成為殺菌劑、消毒劑的替代環(huán)保產(chǎn)品，越來(lái)越受人們的關(guān)注。養(yǎng)殖水體環(huán)境本身就是一個(gè)由多種微生物組成的動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)，有益菌和有害菌共存[6］。眾多研究表明，向水體添加有益微生物，通過(guò)大量繁殖成為優(yōu)勢(shì)種群可抑制有害病菌的生長(zhǎng)；同時(shí)通過(guò)有益微生物的新陳代謝，可減少水中過(guò)剩的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和其它有害物質(zhì)，對(duì)去除水體中的氨氮和有機(jī)質(zhì)、降低BOD和COD、增加溶解氧等方面有明顯的調(diào)節(jié)作用，同時(shí)也調(diào)節(jié)水體的pH值，促進(jìn)底泥中氮磷的釋放，利于浮游生物的生長(zhǎng)[7～9］。目前，可用于開(kāi)發(fā)調(diào)控水體微生態(tài)制劑的微生物種群比較多，其中能降低水體氨氮的微生物主要有光合細(xì)菌、枯草芽孢桿菌、硝化（反硝化）細(xì)菌等。

我國(guó)微生態(tài)制劑研究起步較晚，現(xiàn)有產(chǎn)品主要是單一菌種的微生態(tài)制劑，施用效果單一，存在產(chǎn)品性狀不穩(wěn)定、有效活菌數(shù)少、使用效果不理想等問(wèn)題，另外其保質(zhì)期較短，且缺乏規(guī)范的使用方法，制約了微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的推廣應(yīng)用[10～12］。

作者對(duì)目前市場(chǎng)上主要的3種單一菌種[光合細(xì)菌、枯草芽孢桿菌、硝化（反硝化）細(xì)菌］微生態(tài)制劑進(jìn)行科學(xué)組合，制備成一種高效復(fù)合微生態(tài)制劑，該制備方法尚未見(jiàn)報(bào)道。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 菌種與培養(yǎng)基

球 形 紅 桿 菌 （Phodobacter sphaeroide）ATCC 17023、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）CICC23659、硝化細(xì)菌 Nitrifiers（包含 Nitrosomonas sp.與 Nitrobacter sp.），江蘇省微生物研究所。

常規(guī)營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、肉湯培養(yǎng)基、高氏培養(yǎng)基。

1.2 復(fù)合微生態(tài)制劑制備工藝流程（圖1）

圖1 復(fù)合微生態(tài)制劑的制備工藝流程Fig.1 The preparation process of the compound probiotics

1.3 微生態(tài)制劑對(duì)水質(zhì)的凈化

準(zhǔn)備55cm×35cm×60cm（長(zhǎng)×寬×高）的立方體玻璃缸5只，為了更接近池塘條件，缸的四周用黑布遮擋，取湖底黑臭污泥，在缸中鋪置8cm，在自然條件下隨機(jī)置于室外較開(kāi)闊處。實(shí)驗(yàn)用水取自無(wú)錫境內(nèi)太湖，每缸水加至50cm高，靜置24h后按3g·m－3添加微生態(tài)制劑，每天于固定時(shí)間檢測(cè)各缸水的溶解氧、氨氮、亞硝酸鹽、COD值并記錄，連續(xù)記錄7d。以不加微生態(tài)制劑作為空白對(duì)照。

1.4 分析與檢測(cè)

COD測(cè)定采用高錳酸鉀滴定法；溶氧測(cè)定采用碘量法；氨氮測(cè)定采用奈氏試劑比色法；亞硝酸鹽測(cè)定采用對(duì)氨基苯磺酸和α－萘胺比色法。

2 結(jié)果與討論

2.1 單一菌種微生態(tài)制劑的特點(diǎn)（表1 ）

表1 3種單一菌種微生態(tài)制劑的特點(diǎn)Tab.1 The characteristics of the three kinds of single－strain probiotics

2.2 單一菌種微生態(tài)制劑和復(fù)合微生態(tài)制劑對(duì)水質(zhì)的凈化效果（表2 ）

表2 不同微生態(tài)制劑對(duì)水質(zhì)的凈化效果／mg·L－1Tab.2 The purification effect of different probiotics on water quality／mg·L－1

由表2 可知，復(fù)合微生態(tài)制劑對(duì)水質(zhì)的凈化效果明顯優(yōu)于單一菌種微生態(tài)制劑。

2.3 復(fù)合微生態(tài)制劑配比確定

將光合細(xì)菌制劑、枯草芽孢桿菌制劑、硝化（反硝化）細(xì)菌制劑按不同配比混合制成復(fù)合微生態(tài)制劑，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)考察復(fù)合微生態(tài)制劑配比對(duì)水質(zhì)凈化效果（以氨氮降解率作為考察指標(biāo)）的影響，結(jié)果見(jiàn)表3 。

表3 復(fù)合微生態(tài)制劑配比對(duì)氨氮降解率的影響Tab.3 The effect of proportion of compound probiotics on the degradation rate of ammonia－nitrogen

由表3 可知，光合細(xì)菌制劑、枯草芽孢桿菌制劑、硝化（反硝化）細(xì)菌制劑的配比為4∶4∶1時(shí)，所制備的復(fù)合微生態(tài)制劑對(duì)水中氨氮的降解效果最好，氨氮降解率達(dá)到93.2%。

3 結(jié)論

由光合細(xì)菌、枯草芽孢桿菌、硝化（反硝化）細(xì)菌等3種單一菌種微生態(tài)制劑進(jìn)行科學(xué)組合制成的復(fù)合微生態(tài)制劑對(duì)水質(zhì)的凈化效果明顯優(yōu)于各單一菌種微生態(tài)制劑，當(dāng)光合細(xì)菌制劑、枯草芽孢桿菌制劑、硝化（反硝化）細(xì)菌制劑的配比為4∶4∶1時(shí)，所制備的復(fù)合微生態(tài)制劑對(duì)水中氨氮的降解效果最好，氨氮降解率達(dá)到93.2%。此外，與單一菌種微生態(tài)制劑相比，復(fù)合微生態(tài)制劑在降低水中COD值、亞硝酸鹽含量以及改善溶氧方面效果也更加明顯。

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