枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌在淡水可控条
生物修复是一种对环境友好的解决方案，被广泛应用于水污染处理。文章通过研究苏云金芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在消除水产养殖废弃物(饲料废弃物、粪便等)方面的生物愈合潜力。通过控制条件，监测总氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷、硫酸盐水平和部分理化水质参数[溶解氧、pH、温度、电导率、浊度、颜色、游离氯、总氯、碱度、总硬度]和重金属[铝(Al)、铁(Fe)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、锰(Mn)、镍(Ni)、硼(B)和硒(Se)]。
将水族馆的日常废水在无菌条件下(使用无菌材料)转移到等体积(塑料容器中为2.7L)实验装置中。一共15个水族箱，为此，总共设计了15个水族箱，5个分组（分组如下），每组3个重复，每组放入2尾金鱼(图1)。
C(+)：一种用于污染控制的含有芽孢杆菌的商业产品
C(?)：不包含任何产品/应用作为阴性对照
Bt组（添加苏云金芽孢杆菌组）
Bs组（添加枯草芽孢杆菌组）
Bt+Bs组（添加苏云金芽孢杆菌组和枯草芽孢杆菌组）
细菌计数结果
将1mL水样转移到9mL无菌蛋白胨稀释管中制备10mL系列稀释液(10)。将稀释液分别混合，将μl的溶液转移到NA中，接种6个培养皿。这些培养皿在30°C好氧条件下孵育48h，计数形成的菌落数。每隔2天(第2、4和6天)进行三次实验。图2表示对照组和实验组在第0、2、4和6天内，采用静态方法接种细菌进行分析的水样中好氧菌总数(CFU/mL)。在实验开始时(第0天)，细菌总数约55-75×10CFU/mL，在此水平上测定各实验组的细胞增殖活性(CFU/mL)。细菌含量以BS、BS+Bt组最高。试验期间在总计数中确定的细菌计数结果如图3所示。
图2：水族箱的细菌总数计数结果
图3：不同稀释度的水样培养后，在NA培养基中生长的细菌菌落的出现情况
水中的几种理化分析方法
试验期间每天用Crison-MM40多参数测试仪测定水温、pH和电导率，用WTWI型氧分仪测定溶解氧，用HACH2AN浊度仪测定浊度。用PalintestPooltest6快速试剂盒(灵敏度0~5ppm)按SMCl-G比色法测定水中游离氯、总氯和碱度，用HachlangeDR分光光度计在nm波长处进行比色分析。结果显示，组间差异有统计学意义(表1)。溶氧值在各组间差异显着，随着温度的升高，溶氧量下降。溶氧量低的原因是由于环境中的温度和细菌的活动(如它们的存在/繁殖和产生能量的需要)导致的过度耗氧。在实验组中，BS、BS+Bt和Bt组的pH值分别为最低(表1)，这些组的水样比对照组酸性更强，其pH值可能受到芽孢杆菌代谢活性的影响。
表1：试验环境理化性质的变化
总氮、磷和硫酸盐
所有试验组的氨氮水平随着试验组天数的增加而增加，从第5天开始鱼出现死亡，在枯草杆菌FD-1+苏云金芽孢杆菌CP-1的实验组中氨氮水平最低(表2)，总氨水平提高81%，总亚硝酸盐水平提高4%。在使用商业产品(C+)的试验环境中，与对照(C?)相比，总氨水平增加了32%，而亚硝酸盐水平降低了2%。与对照相比，芽孢杆菌添加组中产生的氨浓度较低时，认为是通过将其转化为氨气形式来防止氨排放，因为细菌孢子使用后在环境中快速生长，并因其代谢活动而导致其pH值降低。生物反硝化是在缺氧过程中观察到的，在缺氧过程中没有分子氧，硝酸盐被用作最终的电子受体。在本研究中，枯草芽孢杆菌在硝酸盐存在生长良好。对于生物来说，除了氮之外，主要的营养物质是磷(P)。在本研究中发现，总磷值在第6天有所增加(表2)。由于总磷水平在白天不会因为酸碱度、溶解氧或其他水质数值而改变，因此认为在最后一天，磷的数值会随细菌的死亡而增加。在试验结束时，与对照组(C?)相比，C(+)组的总硫酸盐水平增加了28%，细菌处理组增加了15%。
表2：试验环境中氮与总磷的变化
水中重金属的浓度
在试验期结束时，从实验组中重金属浓度的变化可以看出(表3)，Bt组、Bs和Bt+Bs组对Ni、Cr、Se、Al、Cd、Mn、Fe、B的去除比率分别为57、50、50、43、40、23、5和2。结果表明，苏云金芽孢杆菌对Fe、Cr、B等金属有较好的抑制作用，尤其是对降低Al、Cd、Ni、Se的作用更明显。通过研究，芽孢杆菌对降低重金属浓度有效性取决于试验环境中金属的类型。
结论
试验结束时，在温度17-20±0.05°C，pH值5.1-8.1，溶解氧值(O)为2-4.6mg/l的条件下，单株和多株芽孢杆菌培养物的总磷(TP)值分别提高了2%和2%，氨氮(NH-N)去除率为4%，亚硝酸盐氮(NO-N)去除率为80%，硝酸盐氮(NO-N)去除率为%。在重金属浓度变化中，Ni、Cr、Se、Al、Cd、Mn、Fe和B的去除率从高到低依次为57%、50%、50%、43%、40%、23%、5%和2%。研究表明，苏云金芽孢杆菌分离株比枯草芽孢杆菌对金属的去除效果更好。
