光合細(xì)菌培養(yǎng)條件的研究

謝紅剛

摘要：采用啤酒廢水培養(yǎng)光合細(xì)菌，對光合細(xì)菌的培養(yǎng)條件以及培養(yǎng)過程中啤酒廢水各水質(zhì)指標(biāo)的變化進(jìn)行了研究探討。結(jié)果表明，在人工光源照射下，培養(yǎng)液的pH值7～8時，光合細(xì)菌最易于形成優(yōu)勢生長。其最佳接種量為20﹪～30﹪。

關(guān)鍵詞：光合細(xì)菌；啤酒廢水；培養(yǎng)；厭氧

光合細(xì)菌是一類能夠在厭氧光照條件下，以小分子有機化合物或二氧化碳為碳源進(jìn)行光合作用的原核生物的總稱。光合細(xì)菌可分為綠硫細(xì)菌、紅硫細(xì)菌和紅螺菌。前兩種為光能自養(yǎng)菌，后者為光能異養(yǎng)菌。鑒于紅螺菌獨特的光能異養(yǎng)特性而能夠忍耐高濃度有機廢水，具有去除和降解有機物的作用。本研究以紅螺菌為主，利用啤酒廢水作培養(yǎng)基對其進(jìn)行培養(yǎng)，對各影響因素進(jìn)行了細(xì)致研究。

1、實驗材料與方法

1.1實驗材料

（1）菌種來源

由哈爾濱市啤酒廠活性污泥中選擇培養(yǎng)得到的。

（2）R培養(yǎng)基

NaHCO3 1.0g，CH3COONa 3.0g，酵母膏 2.0g，微量元素0ml/L，K2HPO4 0.5g，F(xiàn)e—EDTA 0.005g，瓊脂 8g，NH4Cl 1.0g，MgCl·6H2O 0.2g，NaCl 5.0g，dH2O1000ml。

（3）實驗所用啤酒廢水來自于哈爾濱市啤酒廠，廢水水質(zhì)：ρ（CODcr）為800～1200mg·L-1，ρ（NH3—N）為17～48 mg·L-1，ρ（NO-2—N）為15～19 mg·L-1。

1.2光合細(xì)菌的培養(yǎng)

光合細(xì)菌的培養(yǎng)采用光合細(xì)菌R培養(yǎng)基，滅菌后備用。紅螺菌活化后接種于三角燒杯培養(yǎng)基中，pH=7，溫度控制在25℃左右，培養(yǎng)5d，作為種子液使用。以啤酒廢水作為光合細(xì)菌培養(yǎng)液，接種紅螺菌種子液，分別置于人工光源和日光下進(jìn)行厭氧光照培養(yǎng)，探究其生長情況。

1.3細(xì)菌測定：計數(shù)板直接鏡檢法。

1.4分析方法：PH采用精密酸堿度計測定；以CODcr，NH3—N，NO2——N的去除率評價光合細(xì)菌的作用效果，其測定方法見參考文獻(xiàn)[1]。

2、結(jié)果與分析

2.1白熾燈光照強度對光合細(xì)菌生長的影響

將光合細(xì)菌培養(yǎng)液置于有機玻璃缸，接種量為20﹪。分別置于三種不同光強15W（300lux）、25W（500lux）、40W（800lux）白熾燈光照條件下培養(yǎng)，每天測定培養(yǎng)液中菌體濃度C，結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，25W（500lux）的白熾燈的光照強度比較適合光合細(xì)菌的快速生長，能夠保持光合細(xì)菌的活性。

2.2光源對光合細(xì)菌生長的影響

分別在白熾燈和日光下對紅螺菌進(jìn)行培養(yǎng)，接種量為20﹪，起初溶液為黑色，兩天后溶液開始泛起紅色，逐漸變?yōu)樽丶t色，十天后變成橘紅色，部分為鮮紅。過程中每天測定培養(yǎng)液中菌體濃度C，結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出，光合細(xì)菌日光光照下的生長速率低于白熾燈（光照強度500lux）光照下的生長速率，原因是人工光源中基本不含紫外線，而日光中紫外部分有滅菌作用，阻礙了菌體的新陳代謝，抑制了其生長發(fā)育。

2.3接種量對光合細(xì)菌生長的影響

培養(yǎng)光合細(xì)菌過程中，接種量是影響其快速生長最終能否形成優(yōu)勢菌種的重要因素。本實驗分別采取10﹪、20﹪、30﹪、40﹪四個不同的接種量，溫度控制在25℃左右，在人工光源（光照強度500lux）照射下進(jìn)行實驗，每天測定菌體濃度C，結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，對于不同的接種量，在培養(yǎng)到穩(wěn)定期后光合細(xì)菌的數(shù)量相互接近，但是在培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)，10﹪接種量，菌液顏色較淡，難以形成優(yōu)勢生長，同時出現(xiàn)了污染細(xì)菌，并且產(chǎn)生了異味；40﹪接種量，由于接種量過大，菌液顏色為深紅色，由圖3可以看出，其細(xì)菌生長相對緩慢，在最終細(xì)菌個數(shù)相接近的情況下，與20﹪和30﹪接種量相比顯然比較浪費菌種；而20﹪和30﹪接種量，培養(yǎng)過程中較為穩(wěn)定，進(jìn)而表明適宜光合細(xì)菌的接種量為20﹪～30﹪。

2.4營養(yǎng)液pH值對光合細(xì)菌生長的影響

在人工光源（光照強度500lux）照射下，溫度控制在25℃左右，考察不同pH值的溶液環(huán)境中光合細(xì)菌的生長情況。培養(yǎng)過程中不斷調(diào)節(jié)溶液的pH值，使其波動范圍在pH±0.5內(nèi)，每天測定培養(yǎng)液中菌體濃度C，結(jié)果如圖4所示。由圖4可以看出，此種光合細(xì)菌在PH為7～8環(huán)境下生長良好。

3結(jié)論

①在培養(yǎng)過程中，光源、接種量和培養(yǎng)液的pH值的影響比較大。人工光源要好于自然光源，最佳接種量為10﹪～20﹪，PH為7～8環(huán)境更適于光合細(xì)菌的生長。

②光合細(xì)菌對啤酒廢水的降解過程中，細(xì)菌的投加量影響較大。光合細(xì)菌培養(yǎng)投加量在30ml/L廢水時降解效果最佳，溫度控制在25～30℃為宜。

③光合細(xì)菌降解啤酒廢水副產(chǎn)物——菌體污泥，富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和B族維生素，是極具開發(fā)價值的動物蛋白飼料及添加劑?，F(xiàn)已有光合細(xì)菌濃縮增減液商品出售，這種制劑可作為浮游生物的餌料，也可作為魚苗和一般養(yǎng)魚的餌料或添加劑，可以起到預(yù)防魚病發(fā)生，促進(jìn)魚類生長的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家環(huán)保局.水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002