利用放线菌除氨试验研究*

孙嘉龙，邹 晓，孙桂元

随着我国经济的高速发展和城镇化的不断推进，产生的城市垃圾越来越多，已经成为困扰城市可持续发展的最大障碍之一。垃圾堆放处理的过程中必然要产生如硫化氢(H2S)、氨(NH3)、二氧化硫(SO2)等恶臭气体，这些恶臭气体影响了人们的生活质量，同时危害人们的身体健康［1-3］。

目前，垃圾的堆肥、焚烧和填埋处理是我国垃圾处理的三大基本技术［1］。但这些处理方法在应用中都存在一定的经济或技术缺陷［4］。而城市垃圾的综合处理才是科学解决城市垃圾的有效途径。城市垃圾的处理，首先应该是无害化，其次尽可能资源化，处理后将其作为二次资源加以利用［5，6］。

应用微生物降解技术处理垃圾较传统的处理技术有如下优势［7-9］:一是处理彻底，处理后的垃圾总量减少90%，降低了运输成本;二是安全性好，无臭味异味，无二次污染;三是处理后的残留物可以制成有机肥料，实现资源循环利用。

放线菌(Actinomycetes)是一个原核生物类群，在自然界中分布很广，除臭能力较强，能有效降低垃圾中的氨氮及硫化物含量［10］。本研究拟从土壤中分离、纯化得到不同的放线菌菌株，通过一系列对比试验检测它们的除臭能力，以期应用于生活垃圾的微生物处理中。

1 材料与方法

1.1 培养基

试验中选用高氏1号培养基来培养放线菌［11］。

氨化细菌培养基:蛋白胨10 g，K2HPO41 g，FeSO40.001 g，MgSO40.5 g，NaCl 0.5 g，微量元素溶液1 mL，加蒸馏水至1 000 mL，用10%碳酸钠调pH为7.2～7.4。微量元素溶液可将硼酸0.5 g、钼酸钠0.5 g溶于100 mL蒸馏水中即成。

1.2 菌株的分离纯化

分别从贵州大学(南区)垃圾堆放处、南区河底淤泥、农学院奶牛场沼气堆放处采集土样。采用浓度梯度平板培养法分离放线菌菌株和氨化细菌菌株［11］。根据菌落生长情况初步鉴定为放线菌菌株。

1.3 除臭试验

将分离纯化的放线菌和氨化细菌分别接种到相应的液体培养基中培养3天，用于制作悬浮液，浓度分别为:1.2×108个/mL和3.2×109个/mL。

取两只锥形瓶(一只作试验用，一只作对照组)，上部悬挂一支称量盒(图1)，并做灭菌处理。将鸡蛋表面用75%酒精反复擦拭无菌处理，敲开蛋壳，倒入大三角瓶摇匀，作为培养基质。试验组加入制备好的氨化细菌和放线菌的悬浮液(均用分离菌株的混合液)，置于26℃的恒温培养箱中。称量盒内放入吸收液(0.01 mol/L的硫酸溶液)，用于测定吸收瓶内的氨气浓度。

每隔6 h对瓶内氨气含量进行一次检测，在无菌条件下用移液枪吸取0.2 mL吸收液，加入到0.2 mL酒石酸钠钾溶液，摇匀，再加入0.2 mL的纳氏试剂，室温放置10 min左右.在波长为420 nm处扫描，记录吸光值，根据标准曲线(R=0.999 6)计算氨氮的含量(式(1))［12］。对照组仅添加氨化细菌悬浮液。

式中:

CNH3——所取吸收液中的氨氮含量，mg/L;

A——所取吸收液在波长为420 nm处的吸光度值。

图1 除氨试验示意

2 结果与分析

2.1 氨化曲线

根据吸收液中氨气的增加来计算氨化作用的速率(图2)。

图2 氨化曲线

由图2可见，自接种氨化细菌至10 h这一时期，氨化细菌进入对数生长期，氨气急剧增长;在20 h左右达到最大值;之后进入稳定期，氨气产生量趋于稳定;在60 h左右进入衰退期，表明培养基质已经消耗殆尽。这种变化趋势与其他研究类似［13］。

2.2 放线菌对氨化过程的影响

放线菌对氨化过程的影响(图3)表明:添加放线菌后，三角瓶内氨气含量明显减少(与对照组相比)，尤其是在37～73 h这一时期氨气减少量非常明显，最高达到26%。原因为:放线菌加入到三角瓶中有一段时间的生长期，待其生长稳定后，其抑制氨化细菌的作用大大提高，这证实了放线菌有明显的除臭效果。

图3 放线菌对产氨的影响

3 结论

本试验通过添加放线菌抑制氨化细菌的生长，大大降低了氨气的产生量，展现了应用放线菌进行除臭的优势，得到如下结论:

(1)放线菌除氨效果显著。

(2)放线菌的易培养特性可用于日趋严重的生活垃圾污染处理。

(3)放线菌的除臭机理和选育工作值得关注。

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