一株硫酸盐还原菌DSRBa的分离鉴定及特性分析

摘要：从内循环厌氧反应器颗粒污泥中分离、纯化得到一株硫酸盐还原菌命名为DSRBa，经形态和基于16S rDNA 序列分析，该菌株归属于脱硫弧菌属（Desulfovibrio）。分别以甲酸钠、乙醇、乳酸钠、葡萄糖等为碳源，以硫酸盐、硫代硫酸盐、亚硫酸盐、单质硫为硫源，研究了不同温度、pH 及不同硫酸根浓度对该菌株的影响。结果表明，菌株最适宜生长温度为30~35 ℃，最佳生长pH 为7.0，无需绝对严格厌氧，当溶液中氧化还原电位（ORP）≤-40 mV 时，该菌株能较好生长，且生长4 d 后使溶液内氧化还原电位值达到-380mV，随后溶液内氧化还原电位基本保持不变。当系统内乳酸钠和酵母提取物浓度分别为3.5 g·L-1 和1 g·L-1 时，硫酸根浓度在1~4.5 g·L-1 范围对菌株生长无明显影响，且当SO2-4 浓度≤3 g·L-1 时，菌株生长4 d 对硫酸根的去除率达到90%以上。

    化工、制药、印染、制革、造纸食品加工等工业废水中含有大量高浓度的硫酸根离子，它们对环境具有较高的潜在危害性且在环境中性质稳定，依靠自然净化作用难以去除[1]。另外在矿山废水AMD 中也含有大量硫酸根离子，同样给环境带来严重的危害[2]。
    硫酸盐还原菌（sulphate-reducing bacterium，简称SRB），是自然界中广泛存在的一类原核微生物，它们以硫酸盐为电子受体，消耗有机酸，生成高反应性的硫化物，发生反应：SO2-
4 +2[CH2O]+OH-=HS-+2HCHO-3 +2H2O[3]。国内外对以硫酸盐还原菌为优势菌群的产酸脱硫反应器去除硫酸根展开了较多的研究，Tony 等[4]以乳酸为SRB 的营养源启动了升流式厌氧反应器处理了酸性废水，经过75 d 的运行，当进水AMD 速度为1.19 mL·min-1、pH 在5.0 以上时，系统对硫酸根去除率均可以保持在50%以上。Kaksonen 等[5]以乙醇为碳源处理含高浓度硫酸盐的酸性废水，发现出水pH从2.5 提高到7.5，整个系统的处理效率非常高，并经过计算得知碳源氧化的能量有77%~95%被用来还原硫酸盐。
    自1895 年首先由Beijerinck 发现第一株SRB 菌以来，迄今为止，据不完全统计，已发现的该类微生物有12 个属40 多个种[6]。在自然界中，SRB 除了具有一般特性（还原硫酸盐、严格厌氧）以外，由于生存环境不同，还发现一些具有特殊生理性质的SRB。如杨丽平等[7]分离得到一株可于好氧条件下生长的硫酸盐还原菌SR3。
    由于大部分硫酸盐还原菌只能存活于厌氧或缺氧状态，而严格的厌氧状态需要较为苛刻的条件，分离纯化SRB 单菌株成为国内一个较为热门的课题。为了阐明其处理硫酸根的作用，充分发挥其处理硫酸盐的效能，有必要对单株硫酸盐还原菌除去废水中硫酸根离子过程予以深入的探讨。本研究利用某IC 厌氧反应器[8]颗粒污泥分离得到一株硫酸盐还原菌，在不同pH、硫酸根浓度条件下，研究了其去除硫酸盐的效率以及去除过程中的参数变化情况，将为阐明单株硫酸盐还原菌去除硫酸根的内在机制，提高其去除硫酸根的能力，为高效去除废水中硫酸根提供必要的理论依据。