黄原酸盐高效降解菌的紫外诱变选育及其降解特性的研究

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黄原酸钾(ROCSSK,俗称黄药)是有色金属硫化矿浮选中经常使用的有机浮选药剂。本文首先在自然pH条件下(pH=7.0)从含黄药的锌精矿浓缩溢流废水中驯化筛选出高效降解黄药的菌株,再利用紫外线诱变技术诱变此菌株,选育出在高pH(pH=10.0)下对黄药有特殊降解功能的变异菌种;然后考查了优势菌株降解黄药的最佳实验条件(pH=10.0),温度、振荡速率、太阳光照、重金属离子、外加碳源、接种量。定性分析菌株降解黄药后的代谢产物,初步探讨菌株降解黄药的机理。研究结果为拓宽江苏南京栖霞山锌阳矿业有限公司浮选废水生物净化处理技术路线提供了理论基础。从浮选废水中经富集分离到一株能以黄原酸盐为唯一碳源的黄原酸盐降解菌1#,根据紫外光照射能使微生物的脱氧核糖核酸(DNA)的分子结构形成“胸腺嘧啶二原体”,造成复制错误,引起基因突变的紫外诱变机理,用紫外线照射菌株1#,从紫外光照射时间和诱变菌致死率效应曲线确定最佳照射时间为50s。诱变后获得三株正突变菌株(菌株2#、3#、4#),出发菌株1#对废水中黄药的降解率为30.4%,而菌株2#的降解率最高,达到了78.1%,比出发菌株1#的降解率提高了47.7%,同时优势菌株2#培养1.5h后进入对数生长期,到11h到达菌体的最大生长量,OD达到了0.581,说明菌株2#为最佳优势菌株,对废水中黄药的降解性大大提高。菌株1#和菌株2#在牛肉膏蛋白胨固体培养基菌落均为深黄色,产生水溶性黄色素弥漫整个平板,革兰氏染色阴性,杆状,无鞭毛。本文研究了降解黄原酸盐药优势菌株2#的生长和降解特性,结果表明:菌株2#在高pH下能高效降解黄药,降解黄原酸盐的最佳条件为:在pH为10.0定值,温度30℃,振荡速率120r/min,有光照,接种量为10%时能高效降解黄药,降解率可达78.1%,CODCr去除率达到66.2%。研究发现Pb2+和Zn2+对菌株生长和降解黄药均有抑制作用,前者的抑制作用更强。当加入0.2g/L的葡萄糖时可大大提高菌对黄原酸盐的降解率。紫外分光光度法和CODCr测定法推测了菌株2#降解黄药的生化途径。
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