异养硝化细菌概述
一株异养硝化细菌的鉴定及脱氮性能研究
一株异养硝化细菌的鉴定及脱氮性能研究赵彬11，何义亮1，黄珏， Taylor Shauna（上海交通大学环境科学与工程学院，上海，200240）摘 要 从膜生物反应器中分离到一株脱氮性能良好的异养硝化菌株，命名为YL。
分离的菌株为革兰氏染色阴性杆菌。
由VITEK32（全自动微生物生物鉴定和药敏分析仪）生理生化特性鉴定及16S rRNA 测序后确定为Providencia rettgeri，并分析了其在系统发育中的分类地位。
该菌在完全好氧的条件下可高效地将NH4+-N去除，并产生N2。
在NH4+-N浓度为80mg/l的培养基中，总氮的去除率高达97.9%，初步表明菌株YL脱氮作用是同时异养硝化好氧反硝化的结果。
关键词 生物脱氮；异养硝化菌；16S rRNA 测序；系统发育；Providencia rettgeriIdentification and Characterization of a Heterotrophic NitrifierCapable of Nitrogen RemovalZhao Bin, He Yiliang ,Huang Jue, Taylor Shauna(School of Environmental Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University)Abstract A heterotrophic nitrifier named YL was isolated from a Membrane Bioreactor shows surprising ability of nitrogen removal in aerobic conditions. YL is gram-negative and short-rod shaped. With the aid of physiology-biochemical test by VITEK32 and sequence analysis of the 16S rRNA, it was proved to belong to Providencia rettgeri. And the phylogentic position of the strain was performed based on the phylogenetic tree. The strain had good effect of NH4+-N removal and N2 production. 97.9% of TN removal efficiency was obtained when initial ammonium concentration was 80 mg/l. The nitrogen removal by strain YL might be the result of heterotrophic nitrification and aerobic denitrification.Key words biologic nitrogen removal; heterotrophic nitrifier; 16S rRNA sequence; phylogentic analysis,; Providencia rettgeri随着水体富营养化的日趋严重，水中氮素的去除已成为当今水污染防治的一个热点问题。
异养硝化-好氧反硝化菌Pseudomonas sihuiensis YG5脱氮性能及影响因素
脱氮性能及影响因素【摘要】研究目的：对污水处理厂中的污泥进行处理，从其中将一部分脱氮能力比较强的异氧硝化-好氧反硝化菌筛出来，然后要研究这部分菌类，分析其脱氮能力以及影响脱氮能力强弱的影响因素。
研究方法，选择龙津污水处理厂作为取材地点，从中采集污泥，然后在污泥中将一部分脱氮能力比较强的异氧硝化-好氧反硝化菌筛选出一株，接下来在各个角度对其属于何种、何属生物进行判别，包括形态学角度、分子学角度等等，分析其异养硝化与好氧反硝化脱氮性能，并采用单因素与响应面结合的方法研究其影响因素。
结果表明：富集分离纯化筛选的菌株编号为YG5，经鉴定为西徽假单胞菌（Pseudomonas sihuiensis.）。
YG5异养硝化脱氮影响因素结果表明：每升中的柠檬酸钠含量为12.26克，硫酸铵0.47克，pH=8.07，31.67摄氏度，C/N=30，250.00 mL三角瓶装量为82.61 mL，YG5经培养24h，其对NH4+-N去除率达到99.00%，几乎无NO3--N及NO2--N的积累，且该菌株耐受最大NH4+-N浓度可达2000mg·L-1。
在好氧反硝化过程中，YG5耐受最大NO3--N 浓度为800mg·L-1；在好氧亚硝化过程中，YG5耐受的最大NO2--N浓度为300mg·L-1。
YG5好氧反硝化和好氧亚硝化脱氮性能的最佳C/N均为30，且可耐受C/N范围均为15~80，说明YG5能耐受高浓度有机物，具有处理高浓度有机含氮废水的潜能。
Pseudomonas sihuiensis YG5氮平衡结果表明：当初始NH4+-N浓度为99.12 mg·L-1时，在好氧反硝化过程中转化为气态氮为44.13±2.12%，同化为细胞的氮44.73±0.83%；若是初始的NO3--N每升含量为99.29毫克的话，则在整个反应进行的时候会有16.44±0.41%转化为气态氮，同化为细胞的氮为63.23±0.93%。
异养硝化-好氧反硝化细菌的研究进展
异养硝化-好氧反硝化细菌的研究进展异养硝化-好氧反硝化细菌（ANAMMOX）是一类能够同时进行硝化和反硝化过程的微生物。
其研究的重要性在于，通过利用这些细菌，可以有效地去除废水中的氨氮和硝态氮，实现废水处理的资源化和节能减排目标。
ANAMMOX细菌最早是在1990年代末期在荷兰的集水污水处理安装中被发现的，由于其具有高效、节能等特点，被广泛应用于废水处理中。
ANAMMOX细菌在废水处理过程中通过异养硝化-好氧反硝化过程，能够将废水中的氨氮和硝态氮转化为氮气，并排出系统外，实现氮的去除和回收。
相较于传统的硝化-反硝化工艺，ANAMMOX工艺具有更高的氮转化效率和更低的能耗，被认为是一种具有广阔应用前景的废水处理技术。
在ANAMMOX细菌的研究方面，目前已经取得了一系列的进展。
首先，通过对ANAMMOX微生物群落的研究，科学家们发现了大量的ANAMMOX细菌菌株，如广泛应用的"KSU"菌株、"KUUM"菌株以及新鲜发现的"MBE-I"菌株等。
这些菌株的发现不仅丰富了ANAMMOX微生物资源库，也为后续研究提供了更多的实验材料。
其次，在ANAMMOX细菌的代谢途径方面，研究者们发现了ANAMMOX细菌独特的代谢途径和相应的酶，如异硝化酶（hydrazine dehydrogenase）和亚硝酸还原酶（nitrite reductase）。
这些酶对于ANAMMOX过程起到了关键的作用，通过它们的催化作用，ANAMMOX细菌能够高效地将氨氮和亚硝态氮转化成氮气。
此外，ANAMMOX细菌的生理与生态适应性研究也取得了丰硕的成果。
研究者们发现，ANAMMOX细菌对环境条件的适应性较强，在不同的温度、pH值和营养条件下仍能正常运行。
此外，一些研究人员还发现了一些利用ANAMMOX细菌进行废水处理的策略，如厌氧好氧串联系统和结构化填料反应器等，这些技术改进能够提高废水处理的效果。
《异养硝化-好氧反硝化细菌PseudomonasputidaZN1的脱氮及耐重金属特性研究》范文
《异养硝化-好氧反硝化细菌Pseudomonas putida ZN1的脱氮及耐重金属特性研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水体污染问题日益严重，其中氮污染和重金属污染是两大主要问题。
异养硝化-好氧反硝化细菌作为一种新型的生物脱氮技术，因其具有同时进行硝化和反硝化的能力，在污水处理中受到了广泛关注。
本篇论文旨在研究异养硝化-好氧反硝化细菌Pseudomonas putida ZN1的脱氮性能及耐重金属特性，以期为污水处理提供新的思路和方法。
二、材料与方法2.1 实验材料本实验所使用的异养硝化-好氧反硝化细菌Pseudomonas putida ZN1，是从某污水处理厂的活性污泥中分离得到的。
实验所用的培养基为改良的Luria-Bertani（LB）培养基。
2.2 实验方法（1）脱氮性能实验：通过在不同浓度的氮源条件下培养细菌，测定其脱氮性能。
（2）耐重金属实验：将细菌分别暴露于不同浓度的重金属离子（如铜、铅、镉等）环境中，观察其生长情况及耐受力。
（3）数据分析：采用SPSS软件进行数据分析，利用单因素方差分析（ANOVA）等方法比较各组间的差异。
三、结果与分析3.1 脱氮性能研究实验结果显示，Pseudomonas putida ZN1在低浓度氮源条件下，脱氮效果较好，随着氮源浓度的增加，脱氮率逐渐降低。
这表明该细菌在低浓度氮源条件下具有较强的脱氮能力。
同时，我们还发现该细菌在混合氮源（如氨氮和亚硝酸盐氮）条件下也具有较好的脱氮效果。
这为实际污水处理中的脱氮处理提供了新的思路和方法。
3.2 耐重金属特性研究实验结果表明，Pseudomonas putida ZN1对重金属离子具有一定的耐受性。
在低浓度重金属离子环境下，该细菌仍能保持良好的生长状态。
然而，随着重金属离子浓度的增加，细菌的生长受到抑制。
不同种类的重金属离子对细菌的抑制程度也有所不同，其中铜离子对细菌的抑制作用最为显著。
两株异养硝化—好氧反硝化细菌的分离、筛选、鉴定和特性研究
两株异养硝化—好氧反硝化细菌的分离、筛选、鉴定和特性研究一、本文概述本文旨在探讨两株异养硝化-好氧反硝化细菌的分离、筛选、鉴定及其特性研究。
异养硝化-好氧反硝化细菌是一类特殊的微生物，能够在好氧条件下进行硝化和反硝化过程，对于氮循环和环境保护具有重要意义。
本文首先通过分离和筛选方法，从自然环境中获取两株具有异养硝化-好氧反硝化功能的细菌，并对其进行初步的生理生化特性分析。
接着，采用分子生物学手段对这两株细菌进行鉴定，明确其分类地位和系统发育关系。
在此基础上，进一步深入研究这两株细菌的生长特性、硝化反硝化性能、以及环境因子对其生长和代谢的影响。
本文的研究结果不仅有助于深入了解异养硝化-好氧反硝化细菌的生物学特性和生态学功能，同时也为该类微生物在环境修复、污水处理等领域的应用提供理论支撑和实践指导。
二、材料与方法为了分离和筛选异养硝化—好氧反硝化细菌，我们从多个不同的生态环境中采集了土壤和水样，包括污水处理厂、河流、湖泊以及农田土壤等。
为了培养和筛选目标细菌，我们使用了多种培养基，包括常规的好氧反硝化培养基和异养硝化培养基。
这些培养基根据细菌的生长特性和需求进行了优化。
实验过程中使用了多种分子生物学试剂，如PCR引物、DNA提取试剂盒等。
同时，还使用了多种仪器，如PCR仪、凝胶电泳仪、微生物培养箱等。
采用稀释涂布法将采集的样品接种到含有相应培养基的平板上，通过观察菌落的形态、大小和颜色等特征，初步筛选出具有异养硝化—好氧反硝化能力的细菌。
通过形态学观察、生理生化特性分析以及分子生物学方法（如16S rDNA序列分析）对筛选出的细菌进行鉴定。
对筛选和鉴定出的细菌进行详细的特性研究，包括生长曲线测定、异养硝化速率测定、好氧反硝化速率测定等。
还研究了环境因子（如温度、pH、碳源和氮源等）对细菌生长和硝化反硝化活性的影响。
实验数据采用统计学方法进行分析，以揭示细菌的生长规律和硝化反硝化特性。
还通过图表等形式直观地展示了实验结果。
异养硝化细菌的分离鉴定及组合菌群硝化性能分析
异养硝化细菌的分离鉴定及组合菌群硝化性能分析
蒙海林 刘复荣 何敬愉 张文艳 张宏刚 崔金明
（广州中国科学院先进技术研究所，广东广州５１１４５８）
摘 要： 从养殖池塘中分离筛选具有高效降解氨氮和亚硝酸盐氮能力的异养硝化菌，并
进池一塘步淤研泥究、水其样组和合鱼菌体群肠的道硝样化品性中能进． 分行别菌以株Ｎ分Ｈ离４Ｃ筛ｌ 和选，Ｎ通ａＮ过Ｏ２１为６Ｓ唯ｒ一ＤＮ氮Ａ源测，序从进高行密菌度株养殖鉴
（ ） ２０１７Ａ０３０３１３１４９
作者简介： 蒙海林（１９８０），男，博士，主要从事微生物合成生物学研究． Ｅｍａｉｌ：ｈｌ． ｍｅｎｇ＠ ｇｉａｔ． ａｃ． ｃｎ
通信作者： 崔金明（１９８０），男，博士，主要从事微生物合成生物学研究． Ｅｍａｉｌ：ｊｍ． ｃｕｉ＠ ｇｉａｔ． ａｃ． ｃｎ
收稿日期： ２０１８０６２８
基金项目： 国家自然科学基金资助项目（３１６７００５６，３１８７０７７６）；广东省科技计划项目（２０１９Ｂ０３０３１６０１６）；广东省自然科学基
金资助项目（ ）；广州市科技计划项目（ ， ） ２０１７Ａ０３０３１３１４９
２０１８０３０２００３５ ２０１９０４０１０３３７
３ 株降解氨氮和亚硝态氮效果较好的菌株，分别为巨大芽孢杆菌Ｗ３１、枯草芽孢杆菌
ＹＺＮ２ 和植物乳杆菌ＨＴ１ ，１ ７２ ｈ 氨氮降解率分别为７１． ２％ 、６１． ３％ 和６０． ７％ ，亚硝态氮
降解率分别为３８． ７％ 、３５． ６％ 和３７． ６％ ． 经过对组合菌群培养优化后，得出以下结果：以
产碱杆菌属（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｓｐ． ）［９］不动杆菌属（Ａｃｉｎｅ 氮的异养硝化菌株．
ｔｏｂａｃｔｅｒ ｓｐ． ）［１０］等． 随着研究的不断深入，人们发现 １． ３ 菌种鉴定
1株高温异养硝化细菌的分离鉴定和特性研究
1株高温异养硝化细菌的分离鉴定和特性研究曹喜涛1,常志州23,黄红英2,沈中元1,徐莉1 (1.中国农业科学院蚕业研究所,江苏镇江212018;2.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,江苏南京210014)摘要 从高温堆肥中分离出1株高温异养硝化细菌。
菌株经革兰氏染色为阴性,无荚膜,有芽孢的杆菌。
根据形态、生理特征将该菌株初步鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus spp),经研究发现该菌株以乙酰胺为唯一碳源和氮源时,能通过氨化和硝化作用产生亚硝酸。
关键词 异养硝化细菌;分离;硝化作用中图分类号 Q936 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2006)19-4833-02Isolation,Identification and Ch aracterization of the Thermophilic H eterotrophic N itrifierCAO X i2tao et al (T he Sericultural Research Institute,Chinese Academ y of Agricultural Sciences,Z henjiang,Jiangsu212018)Abstract A therm ophilic heterotrophic nitrifier was is olated from the high tem perature com posting sam ples.T he strain was gram negative,sporulating and rod shaped bacterium,and identified to belong to therm ophilic Bacillus spp.It could amm onize organic nitrogen com pounds and nitrify amm onia itself when it grew on acetam ide com panying the form ation of amm onia and nitrite.K ey w ords H eterotrophic nitrifier;Is olation;Nitrification 氨氮是引起水体富营养化的物质之一,而硝化作用是自然界氮素循环的一个重要环节,在石油、化工、化肥等行业中,外排含氮废水大多具有高温、高盐的特点。
异养硝化、厌氧氨氧化及古菌氨氧化与新的氮循环
异养硝化、厌氧氨氧化及古菌氨氧化与新的氮循环异养硝化、厌氧氨氧化及古菌氨氧化与新的氮循环引言：氮循环是地球上氮元素循环的重要过程之一，对维持地球生态系统的稳定和正常运作起着至关重要的作用。
在传统的氮循环中，硝化与反硝化是两个主要环节。
然而，近年来的研究表明，异养硝化、厌氧氨氧化及古菌氨氧化是新的氮循环过程，丰富了我们对氮元素转化机制的认识。
一、异养硝化的发现与机制异养硝化是一种由广泛存在于自然界中的异养细菌进行的氮转化过程。
传统的硝化由氨氧化细菌和亚硝氧化细菌分别完成，而异养硝化则由单个细菌同时完成这两个步骤。
异养硝化细菌富集在各类环境中，具有很高的适应性。
通过利用这些异养硝化细菌，可以实现废水处理、土壤修复以及农用废水的资源化利用，对环境保护和可持续发展具有重要意义。
二、厌氧氨氧化的新视角传统的反硝化过程在厌氧条件下将亚硝酸盐还原为氮气，而近年来的研究表明，在一些特殊的环境中，也存在一种厌氧氨氧化过程。
这种过程是由一类古菌完成的，称为厌氧氨氧化古菌（AOM）。
厌氧氨氧化古菌利用甲烷作为能源，氮气作为电子受体，将甲烷氧化成亚甲基铜化物，并最终转化为亚硝酸盐。
这种新的厌氧反应是一个重要的甲烷转化过程，对于全球甲烷排放的控制具有潜在的重要意义。
三、古菌氨氧化的发现与意义在过去的研究中，氨氧化过程被认为是由细菌完成的。
然而，近年来的研究表明，在某些特定的环境中，也存在一类古菌能够完成氨氧化过程。
这类古菌称为古菌氨氧化古菌（AOA）。
古菌氨氧化过程对于海洋生态系统和土壤氮转化具有重要意义。
古菌氨氧化细菌利用氨为能源，将氨氧化成亚硝酸盐，并释放能量。
与细菌氨氧化过程相比，古菌氨氧化过程的产物更容易转化为氮气，从而减少了亚硝酸盐污染。
四、新的氮循环对生态系统的影响异养硝化、厌氧氨氧化和古菌氨氧化这三个新的氮转化过程，丰富了我们对氮循环的理解。
这些过程不仅在自然界中广泛存在，而且对于维持地球生态系统的稳定和正常运作起着重要的作用。
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异养硝化细菌heterotrophic nitrification bacteria应用的好处
A 异养硝化细菌能够在利用有机碳源生长的同时将含氮化合物硝化生成羟胺、亚硝酸盐、硝酸盐等产物, 多数还能同时进行好氧反硝化作用, 直接将硝化产物转化为含氮气体。
因此，这类细菌已成为废水处理中生物脱氮新工艺的重要研究对象。
B 与自养型硝化菌比较, 异养硝化菌的生长速率快, 细胞产量高,需要的溶解氧浓度低, 能耐受酸性环境且活性高,并且能够代谢各种形态的氮化合物, 同时提高COD的去除率。
由于异养硝化菌的出现, 工艺上可以实现在一个反应器里完成硝化反硝化, 不仅可以降低运行成本, 减少工艺上繁琐的操作, 还可以扩大自养硝化菌所不能处理的水质范围。
什么是异养硝化细菌
近二十多年来, 研究者在各种环境中分离并鉴定了一些特殊的菌株, 这些菌株可以利用有机碳源生长并进行硝化作用。
因此, 人们把这类具有异养硝化功能的菌株统称为异养硝化菌不同异养硝化细菌的来源和特点
由于过去监测硝化现象都是通过测定其硝化产物(硝酸盐、亚硝酸盐)来确定硝化作用的强度和有无, 而多数异养硝化微生物在硝化同时还具有反硝化作用, 所以积累的硝化产物相对自养硝化菌要少。
因此, 人们认为在自然界中异养硝化作用甚微, 而自养硝化作用占主要地位, 只有在不适合自养硝化菌生长的环境条件下异养硝化微生物才可能占主导地位。
然而, 最近几年通过优化监测手段, 陆续有报道证明,在自然界主要是土壤里的生物硝化过程中, 异养硝化微生物同样起着不可忽视的作用, 特别是在酸性森林土壤里异养硝化作用占主导地位。
近年来,国内外研究者从环境中分离出多株具有异养硝化功能的微生物, 这些微生物不仅可以高效去除COD和氨氮, 多数还具有好氧反硝化功能, 且脱氮效率显著。
因此, 异养硝化微生物受到了广泛关注。
据文献报道, 异养硝化微生物多存在于藻类、放线菌、真菌和细菌中。
由于其遗传背景的差异性, 不同的异养硝化微生物其各自生长及硝化特点都有所不同。
在这里, 将目前分离出的具代表性的一些异养硝化细菌的主要脱氮特性作了比较,见表。
影响异养硝化菌生长硝化的主要因素有
有机碳源类型、底物浓度(碳源、氮源)、C/N、pH、温度、溶解氧浓度和抑制剂。
不同的异养硝化菌对于环境参数的反应并不一致, 但他们对于氧浓度, 氨浓度的反应相似
A 有机碳源类型
有机碳源不仅影响着异养硝化菌的生长, 也影响着它的硝化活性。
因此, 有机碳源的类型及浓度对异养硝化活性起着关键作用。
能够被利用来维持异养硝化菌生长的碳源类型非常广泛, 如：丙酮肟、葡萄糖、半乳糖、乙酰胺、乙酸盐、柠檬酸盐、蛋白胨、牛肉膏等。
然而, 能够被异养硝化菌利用进行硝化反应的碳源类型却有所限制。
如Alcaligenes faecalis No. 4 只能利用有机酸进行硝化反应。
Arthrobacter BD 只能利用有机酸盐和α-酮戊二酸、丙酮肟进行硝化反应。
Arthrobacter sp.只有在以柠檬酸盐、苹果酸盐、醋酸盐或者乙醇作为碳源时, 才具有硝化活性。
Otani 发现碳源的不同大大影响了细菌的脱氮能力, 如Alcaligenes faecalis 只有当醋酸钠或者乙醇做为碳源时, 才会充分去除硝酸[28]。
Hu 等人分离的Acinetobacter sp. 和Xanthomonas sp. 等13 株异养硝化菌甚至可以利用难降解物质做为唯一碳源和氮源进行生长硝化。
总的来说, 大部分异养硝化菌都能利用乙酸盐、柠檬酸盐等有机酸物质和牛肉膏、蛋白胨等复杂成分营养物作为碳源进行生长硝化。
而且对于复杂成分的培养基, 菌株生长更好。
但有的异养硝化菌虽然在牛肉膏、蛋白胨培养基上生长率较高,其硝化速率却低于以单纯化合物做为碳、氮源的组合培养基。
B 底物浓度(碳源、氮源)
底物浓度不同, 异养硝化菌的硝化速率会有明显不同。
Mevel在保持C/N 为3 的条件下, 把碳源(乙酸钠)和氮源(硫酸铵)稀释了5 个梯度, 发现底物浓度对Bacillus MS30 的生长和
硝化影响极为显著:碳源浓度为5 mmol/L-30 mmol/L 时,硝化速率较低,在每毫克菌体干重0.65 μmol-0.87 μmol NO2−范围内, 且随底物浓度的升高而下降; 当碳源浓度上升为60 mmol/L 时, 该菌的硝化速率均达到最大值.(1.80 μmol NO2
−/mg dry wt); 当碳源浓度继续上升为
120 mmol/L 时, 其硝化速率开始下降, 为1.27 μmol
NO2
−/mg dry wt。
何霞[16]在调查有机物浓度对Bacillus
sp. LY 的影响中发现, 氨氮浓度为40 mg/L、
80 mg/L、120 mg/L 时, 低有机物浓度(COD 为
400 mg/L)会阻碍细菌脱氮性能的发挥; 中有机物浓
度(COD 为800 mg/L)会促进细菌脱氮性能的发挥;
高有机物浓度(COD 为1600 mg/L)下细菌脱氮性能
有所降低。
因此, 合适的底物浓度对异养硝化菌的
活性起关键作用。