时间：2022-10-06 07:11:12
摘 要：目的：从典型污泥中获得对SDS有降解能力的菌株Sp-1。方法：以SDS为唯一碳源，对污泥中的微生物进行筛选、分离，并探究菌株的生长适宜条件和对SDS的降解能力。结果：生长特性探究结果表明，温度低于15℃和高于40℃时，菌株的生长均受到不同程度的抑制，30℃时生长情况达到较好状态；pH小于5.0和大于9.0时，菌株生长较缓慢，而pH为7.0时，生长状态较好；SDS浓度低于0.6g/L和高于1.4g/L时，菌株的生长均受到较大影响，浓度为1.0g/L时，生长速度达到峰值。在菌株的适宜生长条件下降解SDS，发现接菌量为15mL，降解率效果较好，18h，降解率达到峰值71.0%。结论：pH=7.0，温度为30℃，SDS浓度为1.0g/L为该菌的适宜生长条件，对SDS的降解率可达71.0%。
关键词：SDS；降解菌；生长条件；降解特性
中图分类号：X592 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161032001
表面活性剂具有润湿、乳化、分散、增溶、起泡、等优越性能，享有“工业味精”的美称[1]。随着世界经济的发展，工业及其其他领域对表面活性剂的需求越来越多，其产量大约占世界洗涤剂总量的40%左右[2]。其中阴离子表面活性剂占了很大的份额，如十二烷基硫酸钠（Sodium lauryl sulfate，简称SDS），直链烷基苯磺酸，十二烷基磺酸等。这些表面活性剂通过污水，生活垃圾和工业废渣等途径进入环境，成为环境中具有代表性的一类难处理有机物[3]。表面活性剂通过影响水中溶解氧的含量，对水中植物与动物的生长产生了较大的影响；并且能通过改变土壤对金属的吸附性，而对陆生植物生长造成不利影响 [4]，还能使生物膜蛋白和脂质分离，增加细胞生物膜的通透性[5， 6]，破坏细胞的保护系统。在环境中存在量大，环境危害范围广[7]，表面活性剂的处引起了越来越多的关注。目前对表面活性剂降解的方法主要有：电降解、光降解、超声降解、传统活性污泥降解以及生物降解等方法；而电降解和超声降解，投入成本较高，光降解由于催化剂的使用，导致降解过程大量消耗资源；传统污泥降解法工序多，降解速率低；而在微生物降解方法中，反应条件要求低，降解速度快，操作简单，无二次污染，是目前比较经济有效的处理方式[8]。因此，此次研究通过筛选微生物的方法来处理表面活性剂。
1 材料和方法
1.1 培养基
富集培养基：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， 蒸馏水1000mL， pH 7.0[9]。
分离培养基：Na2HPO4・12H2O 0.07g， NH4NO3 6.00g， KCl 0.10g， KH2PO4 1.00g， K2HPO4 1.00g，MgSO4 ・H2O 0.50g， CaCl2・H2O 0.05g， 琼脂20.00g， SDS 0.10g， 蒸馏水1000mL， pH 7.0[9]。
发酵培养液：同富集培养基。
1.2 降解菌株的富集、分离与纯化
从生活污泥中获取菌株样本，接种于浓度为0.1g/L SDS富集培养基中，在28℃，140r/min摇床中培养5d，离心弃去上清液，接种于新鲜培养基（SDS浓度加倍）中，以同样的方法连续重复3次，富集SDS降解菌。将富集得到的菌株经稀释后，接种于分离培养基中，经多次分离与纯化获得单一菌落，命名为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 培养温度对菌株生长的影响
将Sp-1接种于发酵培养基，在不同温度下，140r/min摇床震荡培养24h，测定其生长量。
1.3.3 培养pH对菌株生长的影响
将Sp-1接种于pH不同的发酵培养基中，在30℃条件下，140r/min摇床震荡培养24h，测定其生长量。
1.3.4 SDS浓度对菌株生长的影响
将菌株Sp-1接种于SDS浓度不同的发酵培养基中，在30℃，pH=7.0条件下，140r/min摇床震荡培养24h，测定其生长量。
1.4 菌株降解SDS探究
1.4.1 接种量对SDS的降解率的影响
将Sp-1接种于发酵培养基中，摇床震荡培养24h，然后将不同的菌液量接种于100mLSDS浓度为1.0g/L的发酵培养基中，在30℃、pH=7.0的条件下，140r/min摇床震荡培养24h，测定SDS的降解率。
1.4.2 菌株Sp-1对SDS降解规律的探究
在1.0g/L的SDS发酵培养基中接Sp-1菌液量15mL，在30℃，pH=7.0条件下，摇床震荡培养，每隔2h，测Sp-1对SDS的降解率。
2 结果分析
2.1 菌株的菌落特性
菌株在分离培养基内培养1～4d时，菌落为透明状，颜色是白色，边缘整齐光滑，菌落表面干燥，第4天时，直径为18.20mm；第5天时，菌落开始变得半透明状，颜色为淡淡的乳白色，菌落表面干燥，直径到达20.10mm；第6天时，菌落颜色变为乳白色，菌落表面湿润；第7天时，菌落为半透明状，颜色为乳黄色，边缘有少量液体溢出，平板盖上方有少量水珠悬挂，直径达到25.30mm。
2.2 温度对菌株生长的影响
在一定温度范围内，菌株的生长会受到影响。在10～15℃之间时，菌株受到较为明显的影响，生长量变化较小，OD460 值在0.10～0.15之间；在20～30℃范围内，随着温度的升高，菌株的生长量快速增加，30℃时OD460 值达到峰值为0.50；当温度大于30℃时，菌株生长明显受到了明显抑制，生长量出现较大幅度的回落，在40℃时，OD460 值仅为0.11（见图1）。
2.3 pH对菌株生长的影响
当处于不同的pH条件下，菌株的生长状态有明显的区别；pH 在4.0～5.0之间时，菌株生长速度受到严重抑制，OD值非常小，仅有0.01～0.05；当pH在5.0～7.0范围内，菌株生长速度明显增加。当pH达到7.0，生长量达到峰值，其OD460值达到0.60；当pH大于7.0时，随着pH值的增加，菌株的生长受到较为明显的影响；当pH为9.0时，其OD460值仅有0.10；而当pH升至10.0时，菌株生长及其缓慢至不再生长（见图2）。
2.4 SDS浓度对菌株生长的影响
实验结果表明，SDS浓度在0.2～0.4g/L之间时，该菌株生长速度较为缓慢，OD460值仅有0.05～0.1；当SDS浓度在0.4～1.0g/L范围内，菌株的生长量出现较大幅度的增加； SDS浓度为1.0 g/L时，OD460值达到峰值为0.50；SDS浓度大于1.0g/L时，随着SDS浓度的增加，菌株的生长受到抑制，且SDS的浓度增加越多，受到的抑制愈加明显；当SDS浓度达到2.0g/L时，其OD460值仅有0.10（见图3）。
2.5 接种量对SDS的降解率的影响
当接种量低于6.0ml时，接种量的增加对SDS的降解率影响较小；而接种量在6.0～15.0mL时，菌株对SDS的降解率迅速增加；在菌株接种量为15.0mL时，菌株对SDS的降解率达到峰值为71.9%；当接种量超过15mL后，随着接种量的增加对SDS的降解率无明显变化，降解率趋于稳定（见图4）。
2.6 菌株Sp-1对SDS的降解规律
在菌株Sp-1对SDS的降解实验中，在初始的2～6h之间，菌株对SDS的降解率很小；在6～10h内之间，斜率较大，Sp-1对SDS的降解率增加速度较快，并在10h时降解率达到59.8%；在10～18h之间，降解率增加趋于平缓；18h时，菌株对SDS的降解率达到最大为71.0%。20h后，随着时间的增加，降解率变化幅度较小，一直徘徊在70.0%左右（见图5）。
3 结论与展望
本次实验筛选出了对SDS降解效果明显的菌株Sp-1，得出菌株的最适生长条件为：在pH=7.0，温度为30℃，SDS浓度为1.0g/L；对SDS得降解率最高可达到71.0%。实验结果表明，在温度过低或过高，以及反应体系在偏酸酸性或偏碱性条件下均不利于该菌株的生长，而且底物中SDS的浓度对菌株的生长也有较大的影响。在菌株对SDS降解的探究过程中发现，当菌株的接种量较低时，随着接种量的增加有利于菌株对SDS的降解；而达到一定量后，随着接种量的增加，对SDS的降解不再有更进一步的有促进作用。菌株在最适生长条件下降解SDS时发现，降解率曲线的前、中期与微生物生长曲线的前、中期有同步的变化。在实际运用过程中，为了提高工作效率还可以通过物理诱变、生物融合等方法来提高菌株对SDS的降解率。
参考文献
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[9] 王国惠.表面活性剂LAS高效降解菌的筛选及降解性能的研究[J].给水排水，2004，30（10）：44-47.
作者简介：韩巧丽（1994-），女，研究方向：环境科学；侯宪春（1961-），黑龙江省佳木斯人，教授；赵坤宇（1973-），黑龙江省佳木斯人，学士，高级工程师，研究方向：环境评估、环境修复。