韓巧麗+韓司奇++聶超++張躍華++侯憲春++趙坤宇

摘 要：目的：從典型污泥中獲得對SDS有降解能力的菌株Sp-1。方法：以SDS為唯一碳源，對污泥中的微生物進(jìn)行篩選、分離，并探究菌株的生長適宜條件和對SDS的降解能力。結(jié)果：生長特性探究結(jié)果表明，溫度低于15℃和高于40℃時，菌株的生長均受到不同程度的抑制，30℃時生長情況達(dá)到較好狀態(tài)；pH小于5.0和大于9.0時，菌株生長較緩慢，而pH為7.0時，生長狀態(tài)較好；SDS濃度低于0.6g/L和高于1.4g/L時，菌株的生長均受到較大影響，濃度為1.0g/L時，生長速度達(dá)到峰值。在菌株的適宜生長條件下降解SDS，發(fā)現(xiàn)接菌量為15mL，降解率效果較好，18h，降解率達(dá)到峰值71.0%。結(jié)論：pH=7.0，溫度為30℃，SDS濃度為1.0g/L為該菌的適宜生長條件，對SDS的降解率可達(dá)71.0%。

關(guān)鍵詞：SDS；降解菌；生長條件；降解特性

中圖分類號：X592 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161032001

表面活性劑具有潤濕、乳化、分散、增溶、起泡、潤滑等優(yōu)越性能，享有“工業(yè)味精”的美稱[1]。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)及其其他領(lǐng)域?qū)Ρ砻婊钚詣┑男枨笤絹碓蕉?，其產(chǎn)量大約占世界洗滌劑總量的40%左右[2]。其中陰離子表面活性劑占了很大的份額，如十二烷基硫酸鈉（Sodium lauryl sulfate，簡稱SDS），直鏈烷基苯磺酸，十二烷基磺酸等。這些表面活性劑通過污水，生活垃圾和工業(yè)廢渣等途徑進(jìn)入環(huán)境，成為環(huán)境中具有代表性的一類難處理有機(jī)物[3]。表面活性劑通過影響水中溶解氧的含量，對水中植物與動物的生長產(chǎn)生了較大的影響；并且能通過改變土壤對金屬的吸附性，而對陸生植物生長造成不利影響 [4]，還能使生物膜蛋白和脂質(zhì)分離，增加細(xì)胞生物膜的通透性[5， 6]，破壞細(xì)胞的保護(hù)系統(tǒng)。在環(huán)境中存在量大，環(huán)境危害范圍廣[7]，表面活性劑的處引起了越來越多的關(guān)注。目前對表面活性劑降解的方法主要有：電降解、光降解、超聲降解、傳統(tǒng)活性污泥降解以及生物降解等方法；而電降解和超聲降解，投入成本較高，光降解由于催化劑的使用，導(dǎo)致降解過程大量消耗資源；傳統(tǒng)污泥降解法工序多，降解速率低；而在微生物降解方法中，反應(yīng)條件要求低，降解速度快，操作簡單，無二次污染，是目前比較經(jīng)濟(jì)有效的處理方式[8]。因此，此次研究通過篩選微生物的方法來處理表面活性劑。

1 材料和方法

1.1 培養(yǎng)基

富集培養(yǎng)基：Na2HPO4·12H2O 0.07g， 酵母膏1.50g， KCl 0.10g， KH2PO4 1.00g，K2HPO4 1.00g， MgSO4·H2O 0.50g， CaCl2·H2O 0.05g， SDS 0.10g， 蒸餾水1000mL， pH 7.0[9]。

分離培養(yǎng)基：Na2HPO4·12H2O 0.07g， NH4NO3 6.00g， KCl 0.10g， KH2PO4 1.00g， K2HPO4 1.00g，MgSO4 ·H2O 0.50g， CaCl2·H2O 0.05g， 瓊脂20.00g， SDS 0.10g， 蒸餾水1000mL， pH 7.0[9]。

發(fā)酵培養(yǎng)液：同富集培養(yǎng)基。

1.2 降解菌株的富集、分離與純化

從生活污泥中獲取菌株樣本，接種于濃度為0.1g/L SDS富集培養(yǎng)基中，在28℃，140r/min搖床中培養(yǎng)5d，離心棄去上清液，接種于新鮮培養(yǎng)基（SDS濃度加倍）中，以同樣的方法連續(xù)重復(fù)3次，富集SDS降解菌。將富集得到的菌株經(jīng)稀釋后，接種于分離培養(yǎng)基中，經(jīng)多次分離與純化獲得單一菌落，命名為Sp-1。

1.3 菌株降解特性探究

1.3.1 菌株的菌落特性

1.3.2 培養(yǎng)溫度對菌株生長的影響

將Sp-1接種于發(fā)酵培養(yǎng)基，在不同溫度下，140r/min搖床震蕩培養(yǎng)24h，測定其生長量。

1.3.3 培養(yǎng)pH對菌株生長的影響

將Sp-1接種于pH不同的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在30℃條件下，140r/min搖床震蕩培養(yǎng)24h，測定其生長量。

1.3.4 SDS濃度對菌株生長的影響

將菌株Sp-1接種于SDS濃度不同的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在30℃，pH=7.0條件下，140r/min搖床震蕩培養(yǎng)24h，測定其生長量。

1.4 菌株降解SDS探究

1.4.1 接種量對SDS的降解率的影響

將Sp-1接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，搖床震蕩培養(yǎng)24h，然后將不同的菌液量接種于100mLSDS濃度為1.0g/L的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在30℃、pH=7.0的條件下，140r/min搖床震蕩培養(yǎng)24h，測定SDS的降解率。

1.4.2 菌株Sp-1對SDS降解規(guī)律的探究

在1.0g/L的SDS發(fā)酵培養(yǎng)基中接Sp-1菌液量15mL，在30℃，pH=7.0條件下，搖床震蕩培養(yǎng)，每隔2h，測Sp-1對SDS的降解率。

2 結(jié)果分析

2.1 菌株的菌落特性

菌株在分離培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)1～4d時，菌落為透明狀，顏色是白色，邊緣整齊光滑，菌落表面干燥，第4天時，直徑為18.20mm；第5天時，菌落開始變得半透明狀，顏色為淡淡的乳白色，菌落表面干燥，直徑到達(dá)20.10mm；第6天時，菌落顏色變?yōu)槿榘咨浔砻鏉駶?；?天時，菌落為半透明狀，顏色為乳黃色，邊緣有少量液體溢出，平板蓋上方有少量水珠懸掛，直徑達(dá)到25.30mm。

2.2 溫度對菌株生長的影響

在一定溫度范圍內(nèi)，菌株的生長會受到影響。在10～15℃之間時，菌株受到較為明顯的影響，生長量變化較小，OD460 值在0.10～0.15之間；在20～30℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，菌株的生長量快速增加，30℃時OD460 值達(dá)到峰值為0.50；當(dāng)溫度大于30℃時，菌株生長明顯受到了明顯抑制，生長量出現(xiàn)較大幅度的回落，在40℃時，OD460 值僅為0.11（見圖1）。

2.3 pH對菌株生長的影響

當(dāng)處于不同的pH條件下，菌株的生長狀態(tài)有明顯的區(qū)別；pH 在4.0～5.0之間時，菌株生長速度受到嚴(yán)重抑制，OD值非常小，僅有0.01～0.05；當(dāng)pH在5.0～7.0范圍內(nèi)，菌株生長速度明顯增加。當(dāng)pH達(dá)到7.0，生長量達(dá)到峰值，其OD460值達(dá)到0.60；當(dāng)pH大于7.0時，隨著pH值的增加，菌株的生長受到較為明顯的影響；當(dāng)pH為9.0時，其OD460值僅有0.10；而當(dāng)pH升至10.0時，菌株生長及其緩慢至不再生長（見圖2）。

2.4 SDS濃度對菌株生長的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SDS濃度在0.2～0.4g/L之間時，該菌株生長速度較為緩慢，OD460值僅有0.05～0.1；當(dāng)SDS濃度在0.4～1.0g/L范圍內(nèi)，菌株的生長量出現(xiàn)較大幅度的增加； SDS濃度為1.0 g/L時，OD460值達(dá)到峰值為0.50；SDS濃度大于1.0g/L時，隨著SDS濃度的增加，菌株的生長受到抑制，且SDS的濃度增加越多，受到的抑制愈加明顯；當(dāng)SDS濃度達(dá)到2.0g/L時，其OD460值僅有0.10（見圖3）。

2.5 接種量對SDS的降解率的影響

當(dāng)接種量低于6.0ml時，接種量的增加對SDS的降解率影響較?。欢臃N量在6.0～15.0mL時，菌株對SDS的降解率迅速增加；在菌株接種量為15.0mL時，菌株對SDS的降解率達(dá)到峰值為71.9%；當(dāng)接種量超過15mL后，隨著接種量的增加對SDS的降解率無明顯變化，降解率趨于穩(wěn)定（見圖4）。

2.6 菌株Sp-1對SDS的降解規(guī)律

在菌株Sp-1對SDS的降解實(shí)驗(yàn)中，在初始的2～6h之間，菌株對SDS的降解率很?。辉?～10h內(nèi)之間，斜率較大，Sp-1對SDS的降解率增加速度較快，并在10h時降解率達(dá)到59.8%；在10～18h之間，降解率增加趨于平緩；18h時，菌株對SDS的降解率達(dá)到最大為71.0%。20h后，隨著時間的增加，降解率變化幅度較小，一直徘徊在70.0%左右（見圖5）。

3 結(jié)論與展望

本次實(shí)驗(yàn)篩選出了對SDS降解效果明顯的菌株Sp-1，得出菌株的最適生長條件為：在pH=7.0，溫度為30℃，SDS濃度為1.0g/L；對SDS得降解率最高可達(dá)到71.0%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在溫度過低或過高，以及反應(yīng)體系在偏酸酸性或偏堿性條件下均不利于該菌株的生長，而且底物中SDS的濃度對菌株的生長也有較大的影響。在菌株對SDS降解的探究過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)菌株的接種量較低時，隨著接種量的增加有利于菌株對SDS的降解；而達(dá)到一定量后，隨著接種量的增加，對SDS的降解不再有更進(jìn)一步的有促進(jìn)作用。菌株在最適生長條件下降解SDS時發(fā)現(xiàn)，降解率曲線的前、中期與微生物生長曲線的前、中期有同步的變化。在實(shí)際運(yùn)用過程中，為了提高工作效率還可以通過物理誘變、生物融合等方法來提高菌株對SDS的降解率。

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作者簡介：韓巧麗（1994-），女，研究方向：環(huán)境科學(xué)；侯憲春（1961-），黑龍江省佳木斯人，教授；趙坤宇（1973-），黑龍江省佳木斯人，學(xué)士，高級工程師，研究方向：環(huán)境評估、環(huán)境修復(fù)。