苯酚降解菌株的筛选及菌株特性研究

许宁，马勤清

（天津长芦海晶集团有限公司，天津300450）

本文从焦化厂采集活性污泥，进行了含酚废水高效降解菌的分离筛选工作，并对苯酚降解菌株特性进行了研究，为进一步实现含酚废水的生化法无害化处理提供菌种资源。

1 材料与方法

1.1 活性污泥

活性污泥取自江苏某焦化厂废水处理系统曝气池。

1.2 主要培养基

1.2.1 苯酚选择培养基

苯酚母液经过滤灭菌后，按需用量加入到灭菌好的无机盐培养基中，配制所需浓度的苯酚选择培养基。加入琼脂即为固体选择培养基。

1.2.2 降解培养基

与苯酚选择培养基成分相同，苯酚浓度为500mg/L。

1.3 菌株的分离纯化

取样活性污泥1g 接种到含苯酚200mg/L 的液体选择培养基中，在30℃恒温振荡摇床上120r/min驯化培养5d 后，依次转接入含酚500mg/L、1000mg/L、1500mg/L 的液体选择培养基中，各驯化培养5d。液体选择培养基驯化结束后，在固体选择培养基平板上进行划线分离，得到单菌落。挑取不同的单菌落，在固体选择培养基中经过多次转接培养，依据其生长情况进行筛选，保留生长速度快，菌落直径大的菌株作为实验菌株。对实验菌株进行反复划线分离，得到纯化菌株。

1.4 菌种的复筛

将纯化后的实验菌株接种到液体降解培养基中，在120r/min、30℃下恒温培养，通过定期测定残留苯酚浓度，比较实验菌株的降解性能，选取生长状况好、苯酚降解性能好的菌株作为目的菌株。

2 结果与分析

2.1 菌种分离结果

本实验采用从焦化厂的曝气池活性污泥中驯化、分离获得的3 株优势菌株，分别命名为XL1、XL2、XL3，特征见表1。

2.2 菌种复筛结果

对初步筛选出来的3 株细菌进行了初步的降解试验研究，其在降解培养基中的生长情况，及苯酚去除情况结果图1，2 所示。

图1 菌株在降解培养基中的生长情况

图2 菌株对培养基中苯酚的去除情况

图1 是3 株菌在降解培养基中生长过程中菌体数量的变化曲线。从曲线中可以看出菌株XL1生长状况最好，也就是说XL1 菌株更适应在含苯酚的环境中生长繁殖。

图2 表示的是3 株菌对苯酚去除能力。从曲线中可以看出，3 个菌株对苯酚均有降解利用的能力，但它们之间存在着一定的差异，经过90h 的培养，菌株XL1 苯酚去除率为91.7%，相比较而言菌株XL2 和XL3 对苯酚的降解效果较差。通过复筛，最终选取了在含酚培养基中长势最好、苯酚去除率最高的菌株XL1 作为目的菌株，并对其生理生化特性进行进一步研究。

表1 菌株特征

2.3 菌株XL1 生理生化特性

2.3.1 菌株XL1 的生长曲线

图3 是XL1 菌在LB 培养基中的生长曲线。从曲线中可以明显看出菌株生长的四个阶段[1]，约前4h 为延迟期；4～20h 为对数生长期；约20h 后，菌数增长缓慢，基本维持在一定水平，进入稳定期（静止期）；稳定期持续若干时间以后，菌体数量开始下降，进入衰亡期。

图3 菌株XL1 的生长曲线

2.3.2 菌株XL1 最适生长pH

LB 培养基调整为不同的初始pH 值，菌株XL1 在其中培养28h 后，分别测定菌体数量。测定结果见图4。

由图4 可以看出，菌XL1 在pH5～9 的范围内均可以生长。pH 值为中性微酸时，菌体浓度较高，即菌的生长繁殖清况良好，其中pH 值为7.0 时，菌体浓度最高，因此，7.0 是菌XL1 的最适生长pH 值。在中性微酸的范围之外，随着pH 值的增大或减小，菌体浓度均有所降低，说明碱性或酸性环境对菌的生长是不适宜的。由此得出结论，菌株XL1 适宜在中性微酸环境中生长繁殖，并且pH值7.0 是最适生长pH 值。

图4 pH 对菌株XL1 生长的影响

2.3.3 菌株XL1 最适生长温度

不同的培养温度下，菌株XL1 在pH 为7.0 的LB培养基中培养28h 后菌体浓度的测定结果见图5。

由图5 中可以看出，菌株XL1 在培养温度25～30℃范围内均生长良好，其中，30℃时培养液中菌的数量达到最高，说明30℃是菌株XL1 的最适生长温度。

2.3.4 其他主要生理生化特性

接触酶实验、甲基红实验、菌株需氧性实验等的结果如表2 所示。

图5 培养温度对菌株XL1 生长的影响

表2 菌株主要生理生化特性

3 结论

本文从焦化厂曝气池活性污泥中筛选得到3株细菌，分别命名为XL1、XL2 和XL3。这三个菌株在含有苯酚的培养基中都可以良好生长，且均有一定的苯酚降解能力。其中菌株XL1 对苯酚降解能力最强，经过90h 的培养，苯酚去除率为91.7%。菌株XL1 是一种好氧型的革兰氏阴性杆菌，在LB 培养基中，菌株XL1 适宜的生长温度范围为25～30℃，适宜初始pH 值为中性微酸。