光合细菌培养条件的研究

谢红刚

摘要：采用啤酒废水培养光合细菌，对光合细菌的培养条件以及培养过程中啤酒废水各水质指标的变化进行了研究探讨。结果表明，在人工光源照射下，培养液的pH值7～8时，光合细菌最易于形成优势生长。其最佳接种量为20﹪～30﹪。

关键词：光合细菌；啤酒废水；培养；厌氧

光合细菌是一类能够在厌氧光照条件下，以小分子有机化合物或二氧化碳为碳源进行光合作用的原核生物的总称。光合细菌可分为绿硫细菌、红硫细菌和红螺菌。前两种为光能自养菌，后者为光能异养菌。鉴于红螺菌独特的光能异养特性而能够忍耐高浓度有机废水，具有去除和降解有机物的作用。本研究以红螺菌为主，利用啤酒废水作培养基对其进行培养，对各影响因素进行了细致研究。

1、实验材料与方法

1.1实验材料

（1）菌種来源

由哈尔滨市啤酒厂活性污泥中选择培养得到的。

（2）R培养基

NaHCO3 1.0g，CH3COONa 3.0g，酵母膏 2.0g，微量元素0ml/L，K2HPO4 0.5g，Fe—EDTA 0.005g，琼脂 8g，NH4Cl 1.0g，MgCl·6H2O 0.2g，NaCl 5.0g，dH2O1000ml。

（3）实验所用啤酒废水来自于哈尔滨市啤酒厂，废水水质：ρ（CODcr）为800～1200mg·L-1，ρ（NH3—N）为17～48 mg·L-1，ρ（NO-2—N）为15～19 mg·L-1。

1.2光合细菌的培养

光合细菌的培养采用光合细菌R培养基，灭菌后备用。红螺菌活化后接种于三角烧杯培养基中，pH=7，温度控制在25℃左右，培养5d，作为种子液使用。以啤酒废水作为光合细菌培养液，接种红螺菌种子液，分别置于人工光源和日光下进行厌氧光照培养，探究其生长情况。

1.3细菌测定：计数板直接镜检法。

1.4分析方法：PH采用精密酸碱度计测定；以CODcr，NH3—N，NO2——N的去除率评价光合细菌的作用效果，其测定方法见参考文献[1]。

2、结果与分析

2.1白炽灯光照强度对光合细菌生长的影响

将光合细菌培养液置于有机玻璃缸，接种量为20﹪。分别置于三种不同光强15W（300lux）、25W（500lux）、40W（800lux）白炽灯光照条件下培养，每天测定培养液中菌体浓度C，结果如图2所示。由图2可以看出，25W（500lux）的白炽灯的光照强度比较适合光合细菌的快速生长，能够保持光合细菌的活性。

2.2光源对光合细菌生长的影响

分别在白炽灯和日光下对红螺菌进行培养，接种量为20﹪，起初溶液为黑色，两天后溶液开始泛起红色，逐渐变为棕红色，十天后变成橘红色，部分为鲜红。过程中每天测定培养液中菌体浓度C，结果如图1所示。由图1可以看出，光合细菌日光光照下的生长速率低于白炽灯（光照强度500lux）光照下的生长速率，原因是人工光源中基本不含紫外线，而日光中紫外部分有灭菌作用，阻碍了菌体的新陈代谢，抑制了其生长发育。

2.3接种量对光合细菌生长的影响

培养光合细菌过程中，接种量是影响其快速生长最终能否形成优势菌种的重要因素。本实验分别采取10﹪、20﹪、30﹪、40﹪四个不同的接种量，温度控制在25℃左右，在人工光源（光照强度500lux）照射下进行实验，每天测定菌体浓度C，结果如图3所示。由图3可以看出，对于不同的接种量，在培养到稳定期后光合细菌的数量相互接近，但是在培养过程中发现，10﹪接种量，菌液颜色较淡，难以形成优势生长，同时出现了污染细菌，并且产生了异味；40﹪接种量，由于接种量过大，菌液颜色为深红色，由图3可以看出，其细菌生长相对缓慢，在最终细菌个数相接近的情况下，与20﹪和30﹪接种量相比显然比较浪费菌种；而20﹪和30﹪接种量，培养过程中较为稳定，进而表明适宜光合细菌的接种量为20﹪～30﹪。

2.4营养液pH值对光合细菌生长的影响

在人工光源（光照强度500lux）照射下，温度控制在25℃左右，考察不同pH值的溶液环境中光合细菌的生长情况。培养过程中不断调节溶液的pH值，使其波动范围在pH±0.5内，每天测定培养液中菌体浓度C，结果如图4所示。由图4可以看出，此种光合细菌在PH为7～8环境下生长良好。

3结论

①在培养过程中，光源、接种量和培养液的pH值的影响比较大。人工光源要好于自然光源，最佳接种量为10﹪～20﹪，PH为7～8环境更适于光合细菌的生长。

②光合细菌对啤酒废水的降解过程中，细菌的投加量影响较大。光合细菌培养投加量在30ml/L废水时降解效果最佳，温度控制在25～30℃为宜。

③光合细菌降解啤酒废水副产物——菌体污泥，富含优质蛋白质和B族维生素，是极具开发价值的动物蛋白饲料及添加剂。现已有光合细菌浓缩增减液商品出售，这种制剂可作为浮游生物的饵料，也可作为鱼苗和一般养鱼的饵料或添加剂，可以起到预防鱼病发生，促进鱼类生长的作用。

参考文献：

[1]国家环保局.水和废水监测分析方法（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002