草履虫净化生活污水能力的研究及其实用价值分析 - 安庆一中

草履虫净化生活污水能力的研究及其实用价值分析

本项目曾获第二十一届(2006年)全国青少年科技创新大赛微生物学类三等奖。

【摘要】本文以草履虫为研究对象，建立了一套采集、培养并自主创新使用水槽电极分离法来高效分离出草履虫的方法。利用生物学、微生物的知识，设计出草履虫在净化生活污水中的实验方案，并检测了几个技术指标，得出经草履虫处理后污水的BOD、平均有机氮、悬浮物浓度降低率等值分别为84.59％、53.10％、39.43%。通过研究发现草履虫对生活污水的净化效果较好，有潜在应用的价值，基本符合社会的应用要求。

【关键词】草履虫，培养，分离，污水净化

【Abstract】This essay regards paramecium as research object, sets up a way of gather, culture and separating paramecium effectively by using the Water-bath. Utilize the knowledge of biology, microorganism, design the paramecium’s exp eriment scheme to purify the

living-sewage, and measure several technical indicator, obtaining BOD, TN ,the reduce rate of the suspended matter . It’s 84.59%, 53.10%, 39.43% respectively. After the researching, we find that paramecium’s purification result to the living-sewage is better. There is potential

value ,basically accord with the application requirement of the society.

【Key words】paramecium, culture, separate, sewage purification.

目前我国的水体污染令人担忧，污染程度已相当于发达国家50～60年代的严重时期。据统计，大约有77%的废水未经处理直接排放，工业废水处理达标率约在58%左右，而我国城市生活污水处理起步较晚，现有设备污水处理量不到污水总量的20%[1]；大量有毒有害物质流入水域，造成城市河段水体污染严重；湖泊的富营养化加剧；原来清澈透明的水体，变得污黑混浊，臭气熏天。河湖富营养化和河道黑臭是我国城市水环境普遍现象。据调查：75％的城市湖泊水域富营养化；50%城市地下水受到严重污染[2]。这一系列环境恶化事件，不仅严重制约了人类的发展，而且给人类的健康带来了诸多不良影响，水体污染带来的一系列问题已经引起了人们的广泛关注。加强环境保护，阻止环境进一步恶化，已经迫在眉睫。

微生物与污水净化有着极为密切的关系，尤其是微生物中的原生动物，在水体污染治理中起重要作用。微生物经过“吞食”水中的有机物颗粒、细菌、藻类等，通过其自身的代谢作用，将其转化为对环境无害、或危害更小的物质，从而使环境得到净化[3]。

草履虫是单细胞原生动物的典型代表动物，在分类学上隶属于纤毛钢。它具有抗污性高，净化污水，吞噬细菌和单细胞藻类的习性[4]。据统计，一只草履虫每小时大约能够形成60个食物泡，每个食物泡中大约含有30个细菌，因此，一只草履虫每天大约能够吞食43000个细菌，这在微生物的吞食能力中来看是较为罕见的，因此从这个角度来看，草履虫在水污染的生物净化和防治中起到很重要的作用。

本文通过使用自主创新的水槽电极分离法分离草履虫并培养草履虫，再通过对比实验研究草履虫在污水净化中的作用，进而揭示以草履虫为代表的原生动物在水质净化及环境监测上的重要价值。

一、实验材料与方法

1.1 草履虫的形态和结构

先简单介绍一下草履虫的形状：草履虫的体长只有80—300微米，且身体前端圆，中间较宽，后端脚尖，外形象一只放着草鞋，所以被叫做草履虫。它的全身长了纤毛，当它游泳的时候，从身体的前端开始，有一道沟斜着伸向身体的中部，在沟的后端有口，所以被称为口沟。口沟里有

一个胞口，下面连着胞咽。全身的纤毛都会有节奏地摆动，由于口沟的存在和纤毛的长度不同，草履虫是旋转着前进的。对于一个细胞而言，其最重要的当然是它的细胞核，而草履虫为单细胞生物，所以它的细胞核就显得尤其重要，草履虫的细胞核通常有两个，一个大核与一个小核。（如图1）

大核，主要对营养代谢起重要作用；小核，主要与生殖作用有关。细胞核每天以24小时的周期变化着，中午12时的体积最小，以后逐渐增大，到午夜24时的体积最大。

为了进一步研究这种有趣的原生生物，我们必须采用一些方法来收集并培养它，具体方法如下。

1.2 草履虫的采集

草履虫多生活于有机质较多的池塘或湖泊中，尤喜生活于细菌丰富的水中。据经验，在排放生活污水的水沟中，污泥变黑，黑泥表面有白色膜，这很可能就是草履虫，在此采回的草履虫为佳。具体方法是：取一个500毫升的透明广口瓶（或烧杯），在污水沟中白色膜较多的地方，用瓶口沿轻轻地刮下白色膜，注意不要刮得过厚，以免采入大量污泥。将含有样品的混合液体带回实验室后静置一段时间，即可观察分离，草履虫的形态及结构；若是较宽的水域，则可沿水边用木棒将水搅动，待底部沉渣、泥沙泛起水面时，再用500毫升透明的广口瓶立即舀上半瓶水，即可看到瓶里的水中有一些小白点在移动，这很可能就是草履虫。同时要采取一些原地的水生植物茎叶、丝状藻类或漂浮物（草木、碎屑等）放进瓶内，以保持草履虫原来的生活环境。若草履虫浓度过低，则可用25号筛绢（网孔为0.05mm）做成手提的小网，在水中来回拖拉过滤，使网到的草履虫数量浓集，然后对着广口瓶翻转网底，把富含草履虫的水倒入瓶内，即可显著提高采集效果[6]。

1.3 草履虫的培养

1.3.1 培养液制备

草履虫的培养液有许多种，从材料收集难易程度、培养效果、设备仪器等多方面因素考虑，我选择了煮沸的稻草液＋腐败馒头[5]。

其制作方法是：将当年或前一年的稻草秆剪成3cm长的节段，取10g左右，置于1000ml的水中煮沸后，再继续煮10～15min。待水凉18～24h后，取20ml倒入培养皿中，再加5克腐败馒头，待培养草履虫使用。