硝化细菌的简介及研究思路
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硝化细菌做-硝化细菌资料硝化细菌是什么如何培养硝化细菌硝化细菌资料存活条件硝化细菌的存活条件:硝化细菌的存活需要水分,还需要很高的氧气,所以只能生活在生化棉、生化球、玻璃环、陶瓷环等各种有微孔的滤材中。
只有同时满足了水分与氧气的,它们才能存活。
硝化细菌最适宜在弱碱性的水中生活,在温度达到25度左右时生长繁殖最快。
它的繁殖不遵循分离定律和自由组合定律。
如何培养硝化细菌第一,为硝化细菌创造生活环境。
只有为硝化细菌提供更多的生活环境才能得到更多的硝化细菌。
生化棉和细菌屋等生化滤材是专门用于培养硝化细菌的,具有很大的表面积,可以硝化细菌的附着量。
第二,在过滤中设置一个独立的生化仓。
生化仓中只放生化滤材,因为生化滤材不用经常洗,与其他的滤材分开放这样可以方便硝化细菌的控制和管理。
第四,增加水中氧气量。
硝化细菌是一种好氧性细菌,所以氧气不足的话会影响硝化细菌的数量。
换一个出气量大的气泵可以事半功倍,有条件的最好在生化仓中单独加一个气头。
第五,定期清洗生化滤材。
生化滤材中有许多的孔隙用于增加其表面积,使用时间长了会被水中的许多杂质堵塞住,减少其表面积,定期把其表面的赃物清洗干净有利于消化细菌的附着。
洗的时候要分批洗,不要一次都洗了。
注意事项水中有有机污染源,净水细菌是靠水中有机污染而存活的,如果因为水中没有污染源存在,它们就无法长期生存。
因此,在新水阶段就加入细菌是否有效,是值得研讨的。
勿与消毒杀菌药剂同时使用为了避免净水细菌被杀灭,切记勿与消毒杀菌药剂同时使用,如果必须使用杀菌药剂或治疗鱼病的药剂,需等药物使用至少一星期以上再进行使用净水细菌。
要注意调整适合细菌生长的温度硝化细菌是什么了解硝化细菌的作用硝化细菌是什么?硝化细菌的作用:1、硝化细菌制剂是一种用于控制养殖池水自生氨浓度的处理剂,不仅使用相当方便,而且能发挥立竿见影的效果,故越来越受鱼友的欢迎。
使用时可直接将该剂散布于池中,不久即能发挥除氨的功效。
硝化细菌的氮源
硝化细菌的氮源
1硝化细菌简介
硝化细菌是一类生活在土壤、水体和植物根际等环境中的微生物,其具有将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的能力。
这个过程是氮循环过程中的重要环节之一,它们可以为植物提供有效的氮源,并促进土壤中其他微生物的生长繁殖。
2硝化细菌的生物学特性
硝化细菌是一类典型的化学合成微生物,其生长需要耗费大量的能量。
它们通常生长在pH值为7.2-7.8的中性环境中,同时,它们对氧气的需求量极大,常常栖息在含氧水体或土壤中。
硝化细菌分为两类:亚硝化细菌和硝化细菌。
前者将氨氮氧化为亚硝酸盐,后者将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。
这两类菌群的生长需要不同的条件,因此也不同程度地参与氮循环的不同环节。
3硝化细菌的氮源
硝化细菌的氮源主要来自于土壤或水体中的氨氮、尿素等化合物。
在生态系统中,氨氮污染的环境对硝化细菌的生长繁殖尤为有利。
氨氮在硝化微生物的作用下,通过亚硝酸盐的转化进一步转化为硝酸盐,成为植物吸收利用的有效氮源。
4硝化细菌的应用
由于硝化细菌的氮转化作用具有重要的生态和农业意义,因此在工业和农业领域中有着重要的应用。
硝酸盐是火药、炸药和染料等化学原料的重要组成部分。
而硝化细菌作为一种生物肥料也被广泛应用于农业中,以提高植物的生长和产量。
5总结
硝化细菌作为一类重要的微生物,在氮循环中发挥着巨大作用。
它们通过氮转化过程,为生态系统提供了重要的氮源,促进了植物的生长繁殖和土壤中其他微生物的生存发展。
加强对硝化细菌的研究,对于提高农业生产和保护生态环境都具有重要的意义。
硝化细菌的作用及使用方法
硝化细菌的作用及使用方法硝化细菌是一类重要的微生物,可以完成硝化作用,将氨氮转化为亚硝酸盐,并将亚硝酸盐进一步转化为硝酸盐。
这种细菌在自然界中广泛存在于土壤、水体和废水处理系统中。
下面将详细介绍硝化细菌的作用及使用方法,希望能对您有所帮助。
一、硝化细菌的作用:1.氨氧化:硝化细菌具有氨氧化功能,能将氨氮转化为亚硝酸盐。
这个过程是两步反应,首先将氨氮氧化为亚硝酸盐,然后再将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。
这个过程对水体和土壤中的氮循环起着重要作用,维持了氮元素的平衡。
2.能氧化亚硝酸的硝化细菌:这类硝化细菌能够氧化亚硝酸为硝酸盐,进一步完成氮的循环。
它们通常生存在富氧的环境中,比如水体中的表层。
3.产生硝酸盐:硝化细菌能够产生大量的硝酸盐。
硝酸盐是植物生长所必需的,可以作为植物的氮源。
激活土壤中的硝酸盐可以促进作物的生长,提高农作物产量。
4.废水处理:硝化细菌在废水处理中被广泛应用。
通过引入硝化细菌,可以将废水中的氨氮转化为硝酸盐,进一步降低水体中的氮浓度,减少水体中的污染物负荷,提高水质。
二、硝化细菌的使用方法:1.废水处理:在废水处理系统中引入硝化细菌,可以通过增殖硝化细菌的数量来促进氨氮的转化。
一种常用的方法是,将硝化细菌接种到废水处理池中,提供适宜的温度、pH和氧气含量等生长条件,利用硝化细菌的代谢活动氧化和消耗废水中的氨氮。
2.植物生长:在一些土壤中缺乏硝酸盐的情况下,可以考虑添加硝化细菌。
硝化细菌能够氧化氨氮为硝酸盐,为植物提供生长所需的氮源。
通常的方法是将硝化细菌接种到种子表面或土壤中,然后进行常规的种植管理。
3.农田灌溉:在灌溉农田时,可以加入硝化细菌来改善土壤中的氮素状况。
硝化细菌能够将土壤中的氨氮转化为硝酸盐,为农作物提供更易吸收的氮源,促进农作物的生长。
4.据有机肥料中添加:在制造有机肥料时,可以添加硝化细菌来提高肥料的营养效果。
硝化细菌能够将有机肥料中的氨氮转化为硝酸盐,增加肥料中的有效氮含量,提高肥料的施肥效果。
解释硝化细菌培养的原理
解释硝化细菌培养的原理硝化细菌是一类能够将氨氮氧化为硝酸盐氮的微生物,包括氨氧化菌(Ammonia-oxidizing bacteria,简称AOB)和亚硝酸氧化菌(Nitrite-oxidizing bacteria,简称NOB)。
它们在自然界中起着非常重要的生态功能,参与了氮循环中的关键步骤。
培养硝化细菌是进行科研或工程应用的基础,以下将详细介绍硝化细菌培养的原理。
硝化细菌培养的基本原理如下:1.选择适宜的培养基:对于硝化细菌的培养来说,最关键的是提供适宜的营养物质。
常用的硝化细菌培养基包括K2HPO4、KNO3、MgSO4、MnSO4、FeCl3等。
其中,硝酸盐氮是硝化细菌的主要氮源,磷酸盐则提供磷供细菌合成核酸和磷脂的需要。
此外,还需根据硝化细菌的需求添加适量的微量元素和缓冲剂,以维持培养液的pH值。
2.控制培养条件:硝化细菌对培养条件有较高的要求,因此在培养过程中需要注意以下几个方面:-温度控制:硝化细菌的适宜生长温度范围一般为20-35摄氏度,不同种类的硝化细菌对于温度的适应性各有差异。
因此,在培养过程中需要注意调节培养温度,以提供适宜的生长环境。
-pH控制:硝化细菌一般对pH值的适应范围为6.5-8.0,不同种类的硝化细菌对pH值的要求也有一定的差异。
因此,在培养过程中需要通过加入缓冲液等手段控制培养液的pH值,以维持硝化细菌的正常生长。
-氧气供应:硝化细菌是一类好氧微生物,对氧气的需求较高。
因此,培养硝化细菌需要提供足够的氧气,并保持培养液中的溶氧量在适宜范围内,以促进细菌的生长和代谢过程。
3.排除杂菌:硝化细菌的培养过程中需要排除其他杂菌的干扰。
一般来说,可以通过以下几种方法实现:-选择适当的抑菌剂:在培养基中添加适量的抑菌剂,如青霉素、链霉素等,来抑制一些常见的杂菌的生长。
-技术操作的严密性:在整个培养过程中需要严格注意无菌操作,避免外界的微生物污染。
4.检测硝化细菌的生长:硝化细菌的生长情况可以通过测定培养液中硝酸盐和亚硝酸盐的浓度变化来判断。
硝化细菌的详细讲解枯燥但是至今最全
硝化细菌的详细讲解!枯燥,但是至今最全!科技名词定义中文名称:硝化细菌英文名称:nitrifying bacteria 定义:将氨氧化为亚硝酸和进一步氧化为硝酸的两个阶段的两类作用菌。
应用学科:土壤学(一级学科);土壤生物与土壤生物化学(二级学科)硝化细菌:硝化细菌( nitrifying ) 是一种好氧性细菌,包括亚硝化菌和硝化菌。
生活在有氧的水中或砂层中,在氮循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。
硝化细菌分类:硝化细菌属于自养性细菌,包括两种完全不同的代谢群:亚硝酸菌属( nitrosomonas ) 及硝酸菌属( nitrobacter ),它们包括形态互异的杆菌、球菌和球菌(Nitrosococcus)、亚硝化叶菌(Ni-trosolobus)、硝化刺菌(Nitrospina)、硝化球菌(Nitrococcus)等。
只有少数为兼性自养型,也能在某些有机培养基上生长,例如维氏硝化杆菌(Nitrobacterwinogradskyi)的一些品系。
从形态上看,也有多样,如球形、杆状、螺旋形等,但均为无芽孢的革兰氏阴性菌;有些有鞭毛能运动,如亚硝化叶菌,借周身鞭毛运动;有些无鞭毛不能运动,如硝化刺菌。
一般分布于土壤、淡水、海水中,有些菌仅发现于海水中,例如硝化球菌、硝化刺菌。
水族硝化细菌,在水族界一直有用硝化细菌的传统,但目前已经不是传统意义上的硝化细菌。
到目前为止,水族上的硝化细菌已经发展到第五代。
第一代硝化细菌: 主要由亚硝化单胞菌和硝化杆菌等自养菌组成,生长周期长,其平均代时(即细菌繁殖一代所需要的时间)在10小时以上。
产品为液体,杂菌较多,有恶臭味。
目前市场上已不常见。
第二代硝化细菌: 实际上是由能降低水体中氨氮的光合细菌组成的,因是自然水体的土著菌种,适应性强,其平均代时(即细菌繁殖一代所需要的时间)在3小时以上。
产品为红色液体,杂菌较多,有腥臭味。
第三代硝化细菌:是指由芽孢杆菌纯种发酵后的芽孢休眠体组成的淡乳白色液体,有一定的降氨氮和清水功能,芽孢的萌发需要24小时以上,其平均代时(即细菌繁殖一代所需要的时间)跟大多数异养菌一样,在30分钟左右。
硝化细菌怎么用
硝化细菌的用途和应用硝化细菌的简介硝化细菌是一类以氨为能源来源并将其氧化为亚硝酸根和硝酸根的细菌。
它们广泛分布于自然环境中的土壤、水体和底泥中,对地球的氮循环过程具有重要作用。
硝化细菌的两个主要类型是氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,简称AOB)和亚氮氧化细菌(Nitrite-oxidizv ing bacteria,简称NOB)。
硝化细菌在农业中的应用1. 土壤改良剂硝化细菌在农业领域中被广泛应用作为土壤改良剂。
它们可以将土壤中的氨氧化为亚硝酸根和硝酸根,从而提高土壤中的氮素供应。
这对于植物的生长发育和作物的产量提高非常重要。
2. 水体处理剂硝化细菌也可以应用于水体处理过程中。
例如,在污水处理厂中加入硝化细菌可以将废水中的氨氮转化为硝酸盐,降低废水中氨氮浓度,减少对水环境的污染。
3. 生物肥料硝化细菌可以被用作生物肥料,提供植物所需的氮素营养。
通过加入适量的硝化细菌到土壤中,可以增加土壤中的硝酸盐含量,促进植物的生长。
这种生物肥料具有环境友好、生态可持续的特点。
硝化细菌的使用方法1. 选择合适的菌株在使用硝化细菌之前,需要选择适合特定应用的细菌菌株。
不同的细菌菌株具有不同的环境适应性和功能特点。
因此,在选择菌株时应考虑应用的具体需求和环境条件。
2. 添加适量的硝化细菌硝化细菌通常以菌剂的形式供应。
在使用硝化细菌时,应按照厂家提供的指导添加适量的硝化细菌到土壤或水体中。
注意要遵循使用说明,避免添加过多或过少的细菌。
3. 控制环境条件硝化细菌的生长和活性受到环境条件的影响。
适宜的温度、pH值和氧气含量是细菌正常生长所必需的。
因此,在使用硝化细菌时,应控制好环境条件,确保细菌能够充分发挥作用。
4. 监测效果并调整使用量使用硝化细菌后,应定期监测土壤或水体中的硝酸盐和亚硝酸盐含量,评估细菌的效果。
根据监测结果,可以适当调整使用量,以达到理想的效果。
总结硝化细菌是一类在农业和环境领域中有重要应用价值的微生物。
硝化菌_精品文档
硝化菌硝化菌是一类在自然环境中广泛存在的微生物,它们具有重要的生态功能和应用潜力。
硝化菌主要参与氮循环中的硝化过程,将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,从而使得氮的形态发生变化。
本文将从硝化菌的分类、生理特性、环境影响以及应用领域等方面进行探讨,以加深对硝化菌的了解。
首先,我们来了解一下硝化菌的分类。
硝化菌属于细菌界,可以分为两个主要类型:氨氧化菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和亚硝酸盐氧化菌(Nitrite-oxidizing bacteria,NOB)。
氨氧化菌主要包括亚硝化细菌属(Nitrosomonas)、亚硝化假单胞菌属(Nitrosospira)和亚硝化硝化螺旋菌属(Nitrosolobus),而亚硝酸盐氧化菌则包括亚硝化细菌属(Nitrobacter)和亚硝酸盐氧化亚线虫属(Nitrospira)。
这些硝化菌根据其不同的生理特性和生态习性,在氮循环中发挥着各自独特的作用。
硝化菌的生理特性是其广泛存在和生态适应能力的基础。
首先,硝化菌对氧气敏感,通常生活在氧含量较高的环境中,如土壤和水体中。
其次,硝化菌需要一定的温度和pH条件才能正常生长和代谢活动,一般适宜温度为25-30摄氏度,适宜pH为6-8。
此外,硝化菌也对有机物质的供应和氨氮浓度有一定的要求。
在环境中,硝化菌通常与其他微生物共同存在,并通过竞争和合作的方式与它们相互作用,从而维持了一个相对稳定的生态系统。
硝化菌在环境中的影响是多方面的。
首先,硝化菌通过将氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐,参与了氮的形态转化过程。
这一过程对于维持土壤和水体中氮素的平衡至关重要。
其次,硝化菌通过氧化亚硝酸盐来释放出反应过程中产生的能量,并产生硝酸盐。
硝酸盐是一种常见的水体和土壤中的氮源,对植物的生长具有重要的影响。
此外,硝化菌还参与了一些特殊环境中的生物地球化学过程,如海洋中的硝酸盐还原过程和氮气生成过程等。
硝化菌的研究和应用在很多领域具有重要意义。
硝化细菌高二生物知识点
硝化细菌高二生物知识点硝化细菌是一类常见于土壤和水体中的微生物,它们具有重要的生态功能,对于氮循环和环境保护具有重要作用。
下面将为大家介绍硝化细菌的生物学知识点。
一、硝化细菌的分类和特征硝化细菌包括硝化氨氧化细菌和亚硝化细菌。
硝化氨氧化细菌是一类能将氨氧化为亚硝酸盐的细菌,主要有氨氧化细菌属和次氯酸盐氧化细菌。
亚硝化细菌则能将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。
这两类细菌共同参与了硝化作用的过程。
硝化细菌具有一些独特的特征。
首先,它们能在富含氨的环境中繁殖,并利用氨作为能量来源进行氧化反应。
其次,硝化细菌需要氧气才能正常进行代谢活动。
此外,硝化细菌在高浓度氨的环境下也能生存,并对其产生一定的耐受性。
二、硝化细菌的生态功能硝化细菌在自然界中具有重要的生态功能,主要通过参与氮循环来维持生态平衡。
硝化氨氧化细菌将氨氧化为亚硝酸盐,这是氮素从有机形式转化为无机形式的重要步骤。
亚硝化细菌进一步将亚硝酸盐氧化为硝酸盐,完成了氮素的氧化过程。
这些硝化细菌的活动使氮素得以释放到环境中,供其他生物利用。
三、硝化细菌的应用硝化细菌在农业生产和环境保护中有一定的应用价值。
在农业生产中,硝化细菌参与了土壤中氮肥的转化过程,使氮素能够被作物充分吸收利用,提高农作物的产量。
此外,硝化细菌还可以在废水处理中用来进行氨氮的去除,减少氮污染对环境的影响。
四、与硝化细菌相关的注意事项在实际应用过程中,需要注意硝化细菌的生长和活动条件。
硝化细菌需要适宜的温度、pH值和氧气浓度才能正常进行代谢活动。
此外,硝化细菌对于一些杀菌剂和毒性物质也较为敏感,应避免使用对其产生不利影响的化学物质。
结语:通过对硝化细菌的学习,我们可以更好地了解其在自然界中的生态功能和应用价值。
硝化细菌在氮循环和环境保护中起到了重要的作用,对于维持生态平衡和农业生产具有积极的意义。
因此,在实际应用中需充分考虑硝化细菌的特征和生长条件,以确保其正常的功能发挥。
希望本文能够为大家提供有关硝化细菌的相关知识,并增加对其重要性的认识。
硝化细菌技术参数
硝化细菌技术参数硝化细菌技术是一种利用硝化细菌将氨氮转化为硝态氮的生物处理技术。
它在污水处理、土壤改良、环境保护等领域有着广泛的应用。
以下是关于硝化细菌技术参数的详细介绍。
一、硝化细菌技术介绍硝化细菌是一类能够利用氨氮、氨、尿素等氮源将它们氧化为亚硝酸根离子或硝酸根离子的微生物。
硝化细菌技术利用这些微生物来实现废水中氨氮的去除,将其转化为硝酸根离子,从而起到净化水质的作用。
二、硝化细菌技术参数1. 温度硝化细菌的最适生长温度一般在25-30摄氏度之间。
在低于15摄氏度或高于40摄氏度的环境下,硝化细菌的生长速率会显著降低,甚至停滞。
在应用硝化细菌技术时,需要合理控制处理系统的温度。
2. pH值硝化细菌适宜生长的pH范围一般在7.5-8.5之间,过低或过高的pH值都会抑制硝化细菌的生长和活性。
在设计和运行硝化细菌处理系统时,需要控制废水的pH值,以维持适宜的生物反应条件。
3. 溶解氧硝化细菌对氧气的需求量较大,通常要求废水中溶解氧浓度在5mg/L以上才能保证其正常生长和活性。
在应用硝化细菌技术时,需要通过增加曝气或者提高氧气传质效率来保证废水中的溶解氧含量。
4. 氨氮浓度硝化细菌的耐氨性较强,但在处理高浓度氨氮废水时,仍需要控制氨氮负荷,以避免硝化细菌的抑制和失活。
一般来说,处理含氨氮废水时,将其稀释至适宜的氨氮浓度范围,以提供良好的硝化细菌生长环境。
5. 反应时间硝化细菌的生长和活性需要一定的时间,因此在设计硝化细菌处理系统时,需要充分考虑废水在系统内停留的时间,以满足硝化细菌对氨氮的有效去除需求。
硝化细菌技术参数包括温度、pH值、溶解氧、氨氮浓度和反应时间等关键指标,合理控制这些参数可以有效提高硝化细菌的生长和活性,从而实现废水的氨氮去除。
在实际应用中,需要根据具体情况对这些参数进行合理调控,以获得最佳的处理效果。
硝化细菌高考知识点
硝化细菌高考知识点在生物学领域中,硝化细菌是一类具有重要生态功能的微生物。
它们在氮循环中发挥着至关重要的作用,因此,对于硝化细菌的了解对于高考生而言是十分重要的。
本文将介绍硝化细菌相关的知识点,包括其分类、特征、代谢途径及应用等。
一、硝化细菌的分类硝化细菌可以根据其代谢途径分为两类:氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌。
1. 氨氧化细菌:氨氧化细菌利用氨氧化酶将氨氧化成亚硝酸,然后进一步氧化成硝酸。
常见的氨氧化细菌有亚硝酸盐氧化细菌(Nitrosomonas)和硝酸盐氧化细菌(Nitrosococcus)等。
2. 亚硝酸氧化细菌:亚硝酸氧化细菌利用亚硝酸氧化酶将亚硝酸氧化成硝酸。
代表性的亚硝酸氧化细菌有亚硝酸盐氧化细菌(Nitrobacter)和亚硝酸化细菌(Nitrospira)等。
二、硝化细菌的特征1. 形态特征:硝化细菌为革兰氏阴性菌,具有较低的抑菌温度。
2. 培养特性:硝化细菌通常需要含氨气和高碳源的培养基。
在培养时,常以硝酸和亚硝酸作为氮源。
3. 色素特征:硝化细菌中有些菌株会产生红色色素,例如亚硝酸盐氧化细菌(Nitrobacter)。
三、硝化细菌的代谢途径1. 氨氧化:氨氧化细菌利用氨氧化酶将氨氧化成亚硝酸。
这是一个关键的步骤,将氨化合物转化为亚硝化合物。
2. 亚硝酸氧化:亚硝酸氧化细菌利用亚硝酸氧化酶将亚硝酸氧化成硝酸。
四、硝化细菌的应用1. 污水处理:氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌在污水处理过程中起着重要作用。
它们能将含氨废水中的氨氧化成无害的氮气,从而减少对水体的污染。
2. 土壤肥料:硝化细菌参与了土壤中的氮循环,将氨化合物转化为硝化物。
这使得植物能够吸收和利用土壤中的氮,有助于植物的生长与发育。
3. 环境修复:硝化细菌可以利用亚硝酸和硝酸进行能量代谢,这使得其能够在缺氧环境中生存,并发挥一定的环境修复作用。
总结起来,硝化细菌作为一种重要的微生物,在氮循环和生态系统中扮演着重要的角色。
理解硝化细菌的分类、特征、代谢途径和应用,有助于我们对生态系统的理解,也为环境保护和农业生产提供了重要参考。
硝化细菌知识点总结
硝化细菌知识点总结硝化细菌的分类硝化细菌主要分为两类:亚硝化细菌和硝化细菌。
亚硝化细菌包括亚硝化杆菌(Nitrosomonas)和亚硝化双歧杆菌(Nitrosococcus),它们能够将氨氮氧化为亚硝酸盐。
而硝化细菌则包括硝化杆菌(Nitrobacter)和硝化双歧杆菌(Nitrococcus),它们将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。
这两类硝化细菌共同参与了氨氮到硝酸盐的转化过程。
硝化细菌的生物学特性硝化细菌是一类典型的嗜氧微生物,它们需要充足的氧气才能进行氮的氧化过程。
在土壤和水体中,硝化细菌主要分布在氧气比较充足的表层,以及植物根系附近。
它们需要通过呼吸代谢来获取能量,从而进行氨氮的氧化过程。
硝化细菌的作用硝化细菌在自然界中起着重要的作用,对氮的循环和生态系统的稳定性具有重要影响。
首先,硝化细菌参与了氮的氧化过程,将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,为植物提供了氮素营养,促进了植物生长和发育。
其次,硝化细菌还参与了土壤和水体中氮的去污作用,将有毒的亚硝酸盐进一步氧化为对植物无害的硝酸盐,从而减轻了环境中的氮污染。
此外,硝化细菌还可以将一些有机物质降解为氨氮,为硝化作用提供了底物。
硝化细菌在环境保护中的应用由于硝化细菌对氮污染的去除具有重要的作用,因此在环境保护和生态修复中被广泛应用。
例如,通过在水体中添加硝化细菌,可以将水体中的氨氮和亚硝酸盐转化为对植物无害的硝酸盐,减轻水体的氮污染。
此外,一些生物技术也利用了硝化细菌的氮氧化能力,例如通过在土壤中添加硝化细菌来促进植物的生长,提高土壤的肥力。
总之,硝化细菌在氮循环和环境保护中发挥着重要作用,通过将氨氮氧化为硝酸盐,为植物提供了氮素营养,减轻了环境中的氮污染。
因此,对硝化细菌的研究和应用具有重要的意义,可以促进农业生产和环境保护的可持续发展。
浅谈鱼缸培养硝化细菌
浅谈鱼缸培养硝化细菌展开全文先来介绍一下本帖的主角---硝化细菌。
硝化细菌注意第一个字,不是“消”。
具体原因后文就能知晓。
这种细菌属于自养型细菌,也就是说硝化细菌可以不依赖任何有机营养物质即可繁衍生息。
硝化细菌其实有两种一种是:亚硝酸菌,另一种是硝酸菌。
这两种细菌通常同时出现相辅相成,体型分球菌、杆菌和螺旋菌。
硝化细菌是统称。
配图并不是硝化细菌但是杆菌型的消化细菌跟这个类似。
另外因为硝化细菌自给自足的特性导致他们繁殖很慢,繁育一倍,亚硝酸菌大约需要26小时而硝酸菌需要60小时。
硝化细菌在环境无法满足自身生存的时候会进入休眠状态,通常可以持续一至两年,这个习性就使得广大鱼友可以轻松买到硝化细菌溶液和干粉,加入鱼缸之后硝化细菌2至3天即可苏醒,干粉时间更长一些。
**缸里的水螅,上过中学生物课的就会知道这个时候草缸里的水质有多好。
它吸附的是鹿角矮珍珠的一段根茎。
硝化细菌的作用:硝化细菌其实并不能净化浑浊的鱼缸或者分解便便和鱼类尸体。
鱼类的尸体、便便和没有吃完的食物会被一类净化细菌分解成氨,而氨是剧毒物质,这也是造成浴缸内鱼类死亡的主要原因之一。
但是氨会被亚硝酸细菌分解成亚硝酸盐,亚硝酸盐也有毒,但是亚硝酸盐会被另一种硝化细菌--硝酸细菌分解成硝酸盐,而硝酸盐微毒,可以定期换一部分鱼缸的水来降低硝酸盐的含量。
PS:硝酸盐也可以做水草的氮肥被水草吸收一部分,同时一些细菌会把硝酸盐变成氮,所以硝酸盐不用过分担心。
硝化细菌的培养:1.在鱼缸中生活的硝化细菌是可以游动的,当找到合适的落脚地硝化细菌就会分泌黏液将自己固定在目标物体,因此多孔的细菌屋就成了培养硝化细菌的首选(单位体积内可以容纳更多的硝化细菌)2.硝化细菌需要偏碱性的水,ph值需要在7最好。
这一点不需要过渡担心,水草缸通常要加二氧化碳和珊瑚碎。
3.硝化细菌最适宜的温度是二十五度,然而大部分热带鱼和水草最适宜的温度也是二十五度,是不是很神奇。
4.硝化细菌呼吸需要氧气,其次硝化细菌把氨氧化成亚硝酸盐,再氧化成硝酸盐也需要大量氧气,因此硝化细菌需要超高的水溶氧量,细菌屋大家通常会放在底滤缸或者过滤筒之类的东西里面,流动的活水带来氧气,但是要知道硝化细菌超高的含氧量所以建议气泵24小时打开,尤其是草缸。
高一生物硝化细菌知识点
高一生物硝化细菌知识点高一生物—硝化细菌知识点硝化细菌是一种常见于土壤和水体中的微生物,对于生态系统的氮循环起着重要的作用。
了解硝化细菌的生物特征以及其在生态系统中的功能对于生物学学习至关重要。
本文将介绍高一生物中与硝化细菌相关的几个知识点。
一、硝化细菌的分类硝化细菌根据其代谢产物可分为两类:氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,简称AOB)和亚硝酸氧化细菌(Nitrite-oxidizing bacteria,简称NOB)。
其中,AOB能将氨氮氧化为亚硝酸,而NOB则将亚硝酸进一步氧化为硝酸。
二、硝化细菌的特征1. 微生物特征:硝化细菌为原核生物,细胞体积较小,一般为球形或杆状。
它们通常以单细胞或团状的方式存在,形成一种被称为“硝化团”的结构。
2. 环境适应性:硝化细菌能够适应不同的环境条件。
一些硝化细菌能够生存于高温环境中,如热泉和温泉,而另一些则能够在低温环境中存活,如寒冷的土壤或水体。
3. 代谢特点:硝化细菌的代谢特点主要表现在氨氧化和亚硝酸氧化过程中。
AOB通过氨氧化酶将氨氮氧化为亚硝酸,反应式如下:2NH3 + 3O2 → 2NO2- + 2H+ + 2H2O而NOB则通过亚硝酸氧化酶将亚硝酸氧化为硝酸,反应式如下:2NO2- + O2 → 2NO3-三、硝化细菌在生态系统中的功能1. 氮循环中的重要角色:硝化细菌在氮循环中发挥着重要的作用。
它们将氨氮氧化为亚硝酸和硝酸,进而形成氮的氧化态,参与到氮的循环过程中。
硝酸通过硝态氮的形式进入土壤中,为植物提供重要的营养物质。
2. 环境修复:硝化细菌在环境修复中发挥着积极作用。
一些硝化细菌能够降解有机氮和氨氮污染物,将其转化为无害的硝酸盐。
因此,在水体和土壤的净化过程中,硝化细菌起着重要的作用。
3. 生态位竞争:硝化细菌和其他微生物在生态位上进行竞争。
硝化细菌的存在和活动会影响其他微生物的生存和繁殖。
它们与硫化细菌和厌氧细菌等协同作用,参与到生态系统的物质转化和能量流动中。
硝化细菌的作用原理
硝化细菌的作用原理硝化细菌是一类生活在土壤和水体中的微生物,它们具有将氨氮和有机氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐的能力。
这种转化过程被称为硝化作用,对于生态系统的氮循环和生物多样性维护具有重要意义。
本文将详细介绍硝化细菌的作用原理。
一、硝化细菌的分类硝化细菌属于原核生物界,包括两个属:亚硝化菌属(Nitrosomonas)和硝化菌属(Nitrobacter)。
亚硝化菌属的细胞呈球形或桶形,能够将氨氮转化为亚硝酸盐,是硝化作用的第一步。
硝化菌属的细胞呈杆状,能够将亚硝酸盐转化为硝酸盐,是硝化作用的第二步。
二、硝化作用的过程硝化作用是一种氧化还原反应,它的过程分为两步:亚硝化和硝化。
(一)亚硝化亚硝化是指将氨氮转化为亚硝酸盐的过程。
亚硝化作用是由亚硝化菌属细菌完成的,它们利用氨氧化酶将氨氮转化为亚硝酸盐。
亚硝化菌属细菌的氨氧化酶是一种细胞膜上的酶,它能够将氨氮氧化为亚硝酸盐。
(二)硝化硝化是指将亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程。
硝化作用是由硝化菌属细菌完成的,它们利用亚硝酸氧化酶将亚硝酸盐转化为硝酸盐。
硝化菌属细菌的亚硝酸氧化酶同样是一种细胞膜上的酶。
三、硝化细菌的作用机制硝化细菌的作用机制涉及多种酶和代谢途径。
亚硝化和硝化作用中涉及到的酶主要有氨氧化酶、亚硝酸氧化酶和硝酸还原酶。
这些酶的作用可以使氮元素在生态系统中的循环变得更加完整和高效。
(一)氨氧化酶氨氧化酶是一种能够将氨氮氧化为亚硝酸盐的酶。
它是亚硝化菌属细菌的关键酶,也是硝化作用的第一步。
氨氧化酶能够将氨氮和氧气结合成亚硝酸盐,并释放出能量。
氨氧化酶的活性受到温度、pH 值、氧气浓度等因素的影响。
(二)亚硝酸氧化酶亚硝酸氧化酶是一种能够将亚硝酸盐氧化为硝酸盐的酶。
它是硝化菌属细菌的关键酶,也是硝化作用的第二步。
亚硝酸氧化酶能够将亚硝酸盐和氧气结合成硝酸盐,并释放出能量。
亚硝酸氧化酶的活性同样受到温度、pH值、氧气浓度等因素的影响。
(三)硝酸还原酶硝酸还原酶是一种能够将硝酸盐还原为氨氮或有机氮的酶。
硝化细菌的作用是什么如何培养
硝化细菌的作用是什么如何培养硝化细菌的作用是什么如何培养(1)利用旧滤材或滤砂移植硝化细菌饲养过观赏鱼的旧水族箱中滤材或底砂上都附着大量的硝化细菌,若能将旧滤材或滤砂移入新设立的水族箱引入菌种,可大大促进硝化细菌繁殖的速度,至少节约一半的培养时间。
(2)利用污染源刺激硝化细菌的繁殖在引入菌种后,要配合过滤、充气促进水流循环,并在水族箱中放入4~5个新鲜的去壳蛤蜊或虾,利用肉质腐烂生成的毒素作为硝化细菌的营养,刺激菌种大量繁殖。
还可以购买一些小型易养的实验鱼,放入几条,利用它们的排泄废物、食物碎屑提供有机物废料,促进硝化细菌的繁殖。
(3)添加人造硝化细菌目前市售的人造硝化细菌,有液态、粉末状、干燥孢子化等不同类型,可以满足观赏鱼好者迫切尽快饲养的要求。
培养生物过滤系统的要点~在进行水族箱生物过滤系统培养时,要掌握以下几个要点:(1)不宜频繁换水大量的换水,容易破坏水族箱中硝化细菌的繁殖,使附着于底砂滤材中的硝化细菌随换水大量散失,同时水质的频繁改变也无法维持硝化细菌繁殖的适宜ph值,因此换水不必过勤,1~2个月换20%的水即可。
(2)正确清洗滤材经过长期饲养,过滤系统的滤材上会附着大量硝化细菌,但同时也会积累许多杂质污物,需定期清洗。
清洗时,用原水族箱的海水将滤材轻轻挤压揉搓,千万不能用自来水冲洗或使用洗涤剂等化学物质。
(3)渐次追加观赏鱼刚设立的新缸要逐渐增加观赏鱼数量,不可一次放入过多,以免大量的残饵和排泄物产生的毒素超过硝化细菌氧化分解的能力,造成水质污染和观赏鱼死亡。
(4)慎用治疗药物观赏鱼生病需要治疗时,最好能隔离治疗。
因为预防和治疗鱼病的消毒剂、抗生素等药物,不同程度地对硝化细菌的活力有所影响。
即使在原缸中治疗,治疗完毕后,也要及时利用活性炭吸附残留药物或进行换水,以降低药物浓度,并重新添加人工硝化细菌,维持硝化细菌群落的稳定。
硝化细菌的作用是如何培养 [篇2]近年来,硝化细菌已逐渐成为水产养殖界的热门,它在水产养殖中的重要性开始引起广泛的注意。
硝化细菌的作用是什么?如何培养?
简介——硝化细菌(nitrifying)是一种好 气性细菌,能在有氧的水中或砂层中生长,并在
氮循环以及水质净化过程中扮演着很重要的角
色。它们包括形态互异类型的一种杆菌、球菌或 螺旋菌。属于自营性细菌的一类,包括两个细菌
亚群,一类是亚硝酸细菌(又称氨氧化菌),将
连续十天,按说明继续补充硝化细菌)
我提起行李就要和父亲去火车站,可是那一瞬,不只是出于什么原因,我却叫住了
第七天左右,一般,分解 NH3、NH4 的亚硝
酸菌群已经初步形成,但硝酸菌群的形成还尚需 过些日子,此时水体内 NO2 的含量会出现峰值,
闯缸鱼容易出现不适。如果此时闯缸鱼无任何异
常,进食活跃,则可在第十天起逐日继续增加闯 缸鱼的数量,并逐渐增加投喂量。 一个月后,生化系统就基本稳定下来了,可 以考虑加入价高的主要鱼群了。
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1 加入闯缸鱼后,如果出现异常,则尽快换
水(部分换水)。
2 过滤及充氧设备尽量不要中断运转,以免 硝化菌死亡。
3 过滤桶中的陶瓷环总体积要达到缸水体积 的 3~5%; 4 水体含氧量与生物过滤效率相关,在不影
响观赏的前提下,尽量增加充氧。
5 硝化细菌建议选择进口名牌的,国产杂牌
的尽量不要用。
6 过滤系统的物理过滤及生物过滤,仅能保 证水质的清澈及无毒性。而水温、PH 值、硬度都 是影响鱼只健康生活的重要因素。建议参考具体 资料,进行相应调校。
菌,一般被称为“亚硝酸的氧化者”,因其所维
生的食物来源是亚硝酸(但也不一定是亚硝酸, 其他有机物亦有可能),它和氧化合可产生硝酸,
所生成的化学能足以使其生存。 下面谈培养方法:
硝化细菌的简介及研究思路
1。
1 问题的提出1.1.1 我国水体富营养化状况我国是一个湖泊众多的国家,大于1 km2的天然湖泊就有2300多个,湖泊面积为70988 km2,约占全国陆地总面积的0。
8%。
湖泊总蓄水量为7077多亿m3[1].调查结果表明:2004年七大水系的412个水质监测断面中,I~III类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为41.8%、30.3%和27。
9%,七大水系主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类[3].2004年监测的27个重点湖库中,II类水质的湖库2个,III类水质的湖库5个,Ⅳ类水质的湖库4个,Ⅴ类水质湖库6个,劣Ⅴ类水质湖库10个。
其中,“三湖”(分别为太湖、巢湖和滇池)水质因总氮和总磷浓度高而均为劣Ⅴ类。
太湖水质与上年比有所改善,但仍处于中度富营养化状态。
滇池的草海属于中度富营养化,外海属重度富营养化。
巢湖水质属中度富营养化。
对于海洋环境,2004年全海域共发现赤潮96次,较上年减少23次。
赤潮累计发生面积266630平方公里,较上年增加83.0%,其中,大面积赤潮集中在东海。
目前,水体的富营养化已经成为我国最为突出的环境问题之一。
许多大型湖泊,如巢湖、太湖、鄱阳湖、滇池和西湖等,都已经处于富营养或重度富营养化状态。
而且一些河流在部分河段也出现了富营养化现象,如黄浦江流域、珠江广州河段等。
据统计,我国主要湖泊处于因氮、磷污染而导致富营养化的占统计湖泊的56%[4]。
因此,如何治理富营养化的水体,减少其中的营养物质的含量,回复水体的综合功能,已成为当前全球性的环境问题的研究热点[5]。
1.1。
2 富营养化水体的微生物治理针对水体富营养化现象,其水质改善及对策包括三个大的方面:污染源控制对策、水体生态修复对策以及应急除藻对策[6—8].水体富营养化的关键与核心是生物多样性的破坏,其典型表现就是富营养化水体发生藻类“水华”现象[9]。
因此,从保护和恢复生物多样性入手,引入微生物、植物和动物,尤其是关键物种,重建食物链结构,是恢复水体正常的主要手段之一[10-12]。
硝化细菌技术参数
硝化细菌技术参数1. 引言硝化细菌是一类重要的微生物,具有将氨氮转化为硝酸盐的能力。
硝化细菌技术参数是指在硝化细菌相关研究和应用中,对硝化细菌的生理特性、生长条件、代谢产物等方面的参数进行研究和分析。
本文将从硝化细菌的生理特性、生长条件、代谢产物等方面对硝化细菌技术参数进行全面详细、完整且深入的介绍。
2. 硝化细菌的生理特性硝化细菌主要包括氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,简称AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(Nitrite-oxidizing bacteria,简称NOB)。
它们在硝化过程中起着关键作用。
2.1 氨氧化细菌(AOB)氨氧化细菌是将氨氮转化为亚硝酸盐的细菌。
它们通常属于革兰氏阴性细菌,能够利用氨氮作为唯一的氮源。
氨氧化细菌在硝化过程中产生能量,并生成亚硝酸盐。
氨氧化细菌的一些重要特性包括:•pH适应性:氨氧化细菌对pH敏感,一般在pH 7.5-8.5的碱性条件下生长最佳。
•温度适应性:氨氧化细菌对温度敏感,一般在25-35摄氏度的温度下生长最佳。
•营养需求:氨氧化细菌需要适量的氨氮、磷酸盐、微量元素等来满足其生长需求。
•抑制物质:氨氧化细菌对氯化铵、硫化物等有毒物质敏感,高浓度会抑制其生长和活性。
2.2 亚硝酸盐氧化细菌(NOB)亚硝酸盐氧化细菌是将亚硝酸盐转化为硝酸盐的细菌。
它们通常属于革兰氏阴性细菌,能够利用亚硝酸盐作为能源。
亚硝酸盐氧化细菌在硝化过程中产生能量,并生成硝酸盐。
亚硝酸盐氧化细菌的一些重要特性包括:•pH适应性:亚硝酸盐氧化细菌对pH敏感,一般在pH 7.0-8.5的中性至碱性条件下生长最佳。
•温度适应性:亚硝酸盐氧化细菌对温度敏感,一般在20-30摄氏度的温度下生长最佳。
•营养需求:亚硝酸盐氧化细菌需要适量的亚硝酸盐、磷酸盐、微量元素等来满足其生长需求。
•抑制物质:亚硝酸盐氧化细菌对高浓度的硝酸盐敏感,会抑制其生长和活性。
3. 硝化细菌的生长条件硝化细菌的生长需要适宜的环境条件,包括温度、pH、营养物质等。
硝化细菌与硝酸盐还原菌
硝化细菌与硝酸盐还原菌
硝化细菌是一类能够将氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的微生物。
它们通常生活在土壤和水体中,通过氧化氨来获得能量,并将氮素
转化为硝酸盐。
这个过程被称为硝化作用,是氮素循环中的关键步
骤之一。
硝化细菌的活动有助于提高土壤中的氮素供应,促进植物
生长和生态系统的稳定。
与硝化细菌相对的是硝酸盐还原菌,它们能够利用硝酸盐作为
最终电子受体进行呼吸作用,将硝酸盐还原成氮气或其他氮氧化物。
这个过程被称为硝酸盐还原作用,是氮素循环中另一个重要的环节。
硝酸盐还原菌的活动有助于减少土壤和水体中的硝酸盐浓度,从而
减少氮素的流失和污染。
综上所述,硝化细菌和硝酸盐还原菌在氮素循环中发挥着不可
或缺的作用。
它们通过氮素的氧化和还原过程,促进了土壤中氮素
的转化和循环,维持了生态系统的平衡和稳定。
因此,对于这两类
微生物的研究和认识,不仅有助于理解氮素循环的机制,也对于农
业生产和环境保护具有重要的意义。
硝化细菌技术参数
硝化细菌技术参数硝化细菌技术是一种用于处理污水和废水的生物处理方法。
它利用硝化细菌将废水中的氨氮和有机氮转化为硝酸盐的过程,从而实现对废水中氮污染物的有效去除。
这项技术在污水处理领域具有重要的应用价值,它能够有效降低污水中氮含量,改善水质,减少对环境的污染。
下面将从技术参数、应用范围和发展趋势等方面对硝化细菌技术做进一步探讨。
一、技术参数1. 适用范围硝化细菌技术适用于各类污水和废水的处理,包括城市污水处理厂、工业废水处理厂、农业养殖废水等。
适用的污水类型包括含氨氮及有机氮较高的污水,如厂区衍生废水和农田渗滤液等。
2. 处理效果硝化细菌技术能够将废水中的氨氮和有机氮有效转化为硝酸盐,从而将氮污染物去除。
处理后的水质符合国家相关排放标准,能够达到排放或循环利用的要求。
3. 技术原理硝化细菌技术的核心是利用硝化细菌对废水中的氨氮和有机氮进行硝化作用,将其转化为硝酸盐。
硝化细菌需要在适宜的环境条件下生长和繁殖,因此技术参数中需要包括适宜的温度、pH值、氧气供应等生物性和环境性因素。
4. 处理能力硝化细菌技术的处理能力受到硝化细菌的生长速率和活性的影响,因此在实际应用中需要根据废水的水质和水量确定合理的处理规模和工艺设计。
5. 运行成本硝化细菌技术的运行成本主要包括能耗、维护成本和人工成本等。
根据不同规模和工艺设计,运行成本会有所差异。
6. 自动化程度现代硝化细菌技术可以实现一定程度的自动化控制,包括自动监测、自动调节和智能化管理等,提高了处理效果和运行效率。
二、应用范围硝化细菌技术在污水处理领域有着广泛的应用范围,可以用于城市污水处理、工业废水处理、农业养殖废水处理等。
特别是对于含氨氮及有机氮较高的污水,硝化细菌技术能够发挥重要作用。
随着人们对水质要求的不断提高,硝化细菌技术在水体修复和水资源再利用领域也具有潜在的应用前景。
三、发展趋势随着环境保护意识的增强和环境法规的不断完善,污水处理技术将向着高效、节能、自动化和智能化方向发展。
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问题的提出我国水体富营养化状况我国是一个湖泊众多的国家,大于1 km2的天然湖泊就有2300多个,湖泊面积为70988 km2,约占全国陆地总面积的%。
湖泊总蓄水量为7077多亿m3[1]。
调查结果表明:2004年七大水系的412个水质监测断面中,I~III类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为%、%和%,七大水系主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类[3]。
2004年监测的27个重点湖库中,II类水质的湖库2个,III类水质的湖库5个,Ⅳ类水质的湖库4个,Ⅴ类水质湖库6个,劣Ⅴ类水质湖库10个。
其中,“三湖”(分别为太湖、巢湖和滇池)水质因总氮和总磷浓度高而均为劣Ⅴ类。
太湖水质与上年比有所改善,但仍处于中度富营养化状态。
滇池的草海属于中度富营养化,外海属重度富营养化。
巢湖水质属中度富营养化。
对于海洋环境,2004年全海域共发现赤潮96次,较上年减少23次。
赤潮累计发生面积266630平方公里,较上年增加%,其中,大面积赤潮集中在东海。
目前,水体的富营养化已经成为我国最为突出的环境问题之一。
许多大型湖泊,如巢湖、太湖、鄱阳湖、滇池和西湖等,都已经处于富营养或重度富营养化状态。
而且一些河流在部分河段也出现了富营养化现象,如黄浦江流域、珠江广州河段等。
据统计,我国主要湖泊处于因氮、磷污染而导致富营养化的占统计湖泊的56%[4]。
因此,如何治理富营养化的水体,减少其中的营养物质的含量,回复水体的综合功能,已成为当前全球性的环境问题的研究热点[5]。
富营养化水体的微生物治理针对水体富营养化现象,其水质改善及对策包括三个大的方面:污染源控制对策、水体生态修复对策以及应急除藻对策[6-8]。
水体富营养化的关键与核心是生物多样性的破坏,其典型表现就是富营养化水体发生藻类“水华”现象[9]。
因此,从保护和恢复生物多样性入手,引入微生物、植物和动物,尤其是关键物种,重建食物链结构,是恢复水体正常的主要手段之一[10-12]。
为此经常用到的技术措施包括:以藻控藻,投加细菌微生物[13]、放养鱼类[14],恢复与构建水生植被[15,16]等。
利用微生物种群的新陈代谢活动对富营养化水体中的有机污染物、氨氮和有机氮等进行去除,尤其是氮污染物的去除,主要需要建立硝化-反硝化体系。
而在自然界中,原本存在有专门从事硝化-反硝化过程中的微生物种群。
但是由于某些微生物种群,如硝化细菌的代时较长,增殖速率非常低。
同时,水体的人为活动的破坏。
导致了富营养化水体中硝化-反硝化体系的弱化甚至缺失。
故针对富营养化水体,可采用向水体中投加复合微生物菌群,从而增强水体的生物自净化能力,达到控制水体富营养化的目的,该技术被称之为“微生物强化技术”。
该技术具有费用低、见效快、无污染和方便安全等特点。
复合微生物种群主要由光合细菌、硝化细菌等组成,再辅之以反硝化细菌。
其中,光合细菌通过自身代谢与藻类竞争性争夺营养物质,并可降解、消除藻类代谢分泌于体外的多种物质,削弱藻类的竞争力。
一般的光合细菌都有固氮能力,在厌氧光照条件下固氮能力最强。
光合细菌与其他细菌的混合培养,能够提高其他细菌的固氮能力。
另外,硝化细菌、反硝化细菌可针对水体中的有机氮和氨氮等进行降解处理。
硝化细菌的生长条件是偏碱性的好氧环境。
光合细菌在代谢过程中可产生碱性物质,从而为硝化细菌提供了碱性环境。
潘涌璋[17]等应用复合微生物培养液和BBL1菌剂,采用投加菌液的方法对富营养化人工景观湖水进行了净化试验,氨氮的去除率大于90%。
杨世平[18]等人利用固定化硝化细菌处理养殖废水,24小时后COD去除率为%,氨氮去除率%。
周康群[19]等利用投加氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌、芽孢菌和假单胞菌等于广州市西村水厂的水源中,可降解氨氮40%~%。
黄晓东[20]等人利用角野以聚丙烯酰胺凝胶为固定化载体,用包埋法固定硝化细菌,并以%的填充率将固定化细胞透入到内循环的流化床中,对按标准活性污泥法运行、含硝化细菌极少的曝气池活性污泥混合液进行连续处理实验,停留时间仅为2小时,就可达到完全硝化。
据Wagner M[21]等报道:某化工厂在采用两步生物增强技术,投加降解硝基苯和对硝基苯的菌以及氨氧化菌后,可将出水中的NH4+-N从120 mg/L降到20 mg/L。
硝化细菌的分类及研究现状生物硝化作用(NH3→NO2-→NO3-)在地球氮素循环过程中扮演着极其重要的角色。
生物硝化作用主要通过硝化细菌中两个“关键”共生菌群对氮素的迁移和转化作用来实现,这两个共生菌群分别是将氨氮氧化成亚硝酸盐的氨氧化菌(ammonia-oxidizing bacteria ,AOB)和将亚硝酸盐氧化成硝酸盐的亚硝酸盐氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)[22]。
1.2.1 硝化细菌的分类根据伯杰氏鉴定手册第8版分类,硝化细菌统归于7个属,分别是硝化杆菌属(Nitrobacter)、硝化刺菌属(Nitrospina)、硝化球菌属(Nitrococcus)、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝化螺菌属(Nitrosospira)、亚硝化球菌属(Nitrosococcus)和亚硝化叶菌属(Nitrosolobus),共14种。
伯杰氏细菌鉴定手册第9版中除了收录上述7个属外,另增加有2个属,分别是硝化螺菌属(Nitrospira)和亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio),总共20种。
这些菌种的分布很广,分布于土壤、湖泊及底泥和海洋等环境中[23]。
基于16S rRNA基因序列同源性的系统发育分析表明,所有的自养型氨氧化菌系统发育较为单一,他们皆属于变形菌纲(Proteobacteria)γ亚纲和β亚纲(图1所示)[24],其中属于β亚纲的氨氧化菌又可以分为两个类群:亚硝化单胞菌群(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌群(Nirosospira)。
其中,亚硝化单胞菌群包括欧洲亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas europaea)和运动亚硝化球菌(Nitroscoccus mobilis);亚硝化螺菌属包括所有的属于亚硝化螺菌属(Nitrosospira)、亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio)和亚硝化叶菌属((Nitrosolobus)的菌株,从进化距离上看,这3个属可完全归于1个属。
图1-1 依据16SrRNA基因序列构建的硝化作用微生物的系统发育[25]Fig. 1-1 Systematic evolution of nitrifying bacteria based on the sequences of their16S rRNAThe sequences of 16SrDNA were from GenBank, and accession numbers from up to down were L35503, L35504, Y14636, Y14644, L35511, L35507, M96400, M96399, M96396, M96397,M96401, M96404, L35510, and M96395与氨氧化菌不同,亚硝酸盐氧化菌的系统发育则要复杂许多,Bock E等[26]人的研究结果表明,亚硝酸盐氧化菌的4个属分属于不同的4个系统发育类型(图1)。
如,硝化杆菌属(Nitrobacter)属于变形菌纲的γ亚纲,硝化球菌属(Nitrococcus)属于γ亚纲,硝化刺菌属(Nitrospina)属于β亚纲、硝化螺菌属(Nitrospira)属于硝化螺菌门(phylum Nitrosira)。
以上这些内容充分说明了生物硝化作用中的微生物在进化上系统发育起源的异源性。
Lipski A等[27]人研究了亚硝酸盐氧化菌的脂肪酸图谱,结果表明,亚硝酸盐氧化菌中各属所含的脂肪酸存在较大差异,并有各自的特征脂肪酸,所得结果与16S rRNA基因序列相似性分析的结果相吻合[26]。
1.2.2 硝化细菌的特征1.硝化细菌的自养性硝化细菌绝大部分种类皆为专性化能的自养菌,它们能够利用氨氮或者亚硝酸盐获得合成反应所需的化学能。
在有机培养基上几乎不生长(维氏硝化杆菌除外),也不需要外源的生长因素。
它们对底物的专一性很强,氨氧化菌以氨氮为底物提供能量,亚硝酸盐氧化菌以亚硝酸盐为底物提供能量。
2.生长缓慢,二均分裂[28]硝化细菌是化能自养型菌,其由自身合成糖类,这一过程需要较长的时间。
因此,硝化细菌的平均代时一般都在10h以上。
大多数种类为无性的二均分裂,只有维氏硝化杆菌为出芽繁殖。
3.好氧性硝化细菌皆为好氧生长,O2是最终的电子受体。
硝化细菌正常代谢需要溶解氧,溶解氧供给不足可破坏氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌之间的生态平衡。
4.形态多样性硝化细菌均为革兰氏阴性菌,无芽孢,无荚膜。
虽然生理学上具有共同性,但是,同一生理亚群中的种类,其细胞形态却多种多样,例如,球形、杆形、螺旋形等。
其细胞膜大多具有复杂的薄膜状、囊泡状和管状膜内褶结构。
DNA中G+C分子百分含量范围较窄,氨氧化菌的含量略高于亚硝酸盐氧化菌。
5.分布硝化细菌对溶解氧、温度、pH等外界环境因素的变化反应较为灵敏,易受外界环境的影响。
有些属分布较广,有些则较局限,如硝化球菌和硝化刺菌属的种仅分布在海水中。
1.2.3 硝化细菌的检测方法早期对于硝化细菌的检测是通过菌体分离、培养,然后形态观察来进行的。
但是,由于硝化细菌为化能无机自养型微生物,其生长速率十分缓慢,分离和培养硝化细菌的周期特别长,以硝化杆菌为例,在实验室试验中,其最短的代时也在7h以上。
而在自然环境中,绝大部分的硝化细菌由于底物、溶解氧、温度和pH的限制,其代时更会长达几天或者数周。
同时,硝化细菌个体小,形态观察十分困难。
硝化细菌这种缓慢的生长速率严重的阻碍了对硝化细菌数量的检测,同样也使得对硝化细菌的菌群构成和硝化动力学等方面的研究陷入困境[29-31]。
在一个复杂的环境系统中,常规的硝化细菌检测方法为MPN法[32-35]。
此方法是建立在统计学基础之上。
然而,实施MPN法不仅耗时,而且容易对硝化细菌的数量造成低估,更不能对不同种的硝化细菌进行有效区分[36,37]。
根据培养基和培养条件的不同,MPN法仅仅只能对硝化细菌菌群中的一小部分进行计数。
可以看出,MPN法已经不能适应硝化细菌的研究。
近20年来,随着分子生物学技术的迅速发展,尤其是PCR技术、DNA测序技术以及核酸杂交和多态性技术的广泛应用,使人们从分子水平研究硝化细菌成为可能。
通过抗体或16S rRNA的寡聚核苷酸探针,复杂环境中的硝化细菌可以被检测出来。
荧光抗体技术可以被直接应用于复杂环境系统中硝化细菌的检测[38-41]。