范曉璐，王佳敏，李 雪，譚 珍，趙 琨，付春鵬,2，李法君,2

(1.濰坊科技學(xué)院農(nóng)學(xué)與環(huán)境學(xué)院，山東 壽光 262700；2.濰坊科技學(xué)院山東半島鹵水資源高值化綠色化綜合利用工程技術(shù)研發(fā)中心，山東 壽光 262700)

水產(chǎn)養(yǎng)殖需水量巨大，如每養(yǎng)殖1噸對(duì)蝦則需用8.6萬(wàn)噸海水。若采用傳統(tǒng)的頻繁換水的方式來(lái)改善水質(zhì)，一方面會(huì)造成水資源的極大浪費(fèi)，另一方面也會(huì)給環(huán)境施加巨大的壓力。因此，如何將水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水進(jìn)行綠色化處理循環(huán)再利用，就成為當(dāng)前亟待解決的課題。本試驗(yàn)采用多種菌類對(duì)養(yǎng)殖廢水進(jìn)行了無(wú)公害處理，旨在為水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的循環(huán)再利用提供參考。

一、試驗(yàn)材料

1.試驗(yàn)用水

本試驗(yàn)用水取自濰坊北部一工廠化養(yǎng)殖場(chǎng)，水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)用水水質(zhì)指標(biāo)

2.試驗(yàn)菌種

芽孢桿菌和硝化細(xì)菌來(lái)自本實(shí)驗(yàn)室前期鑒定并保存的菌種，光合細(xì)菌購(gòu)自一生物科技公司。

二、試驗(yàn)方法

1.試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)4 個(gè)平行組：第一組添加芽孢桿菌、第二組添加硝化細(xì)菌、第三組添加光合細(xì)菌、第四組為對(duì)照組，每組設(shè)3個(gè)重復(fù)。將廢水分別置于20厘米×40厘米×30厘米的玻璃缸中，統(tǒng)一添加到20 厘米高度。前三組藻種的接種量控制在5.0×107個(gè)細(xì)胞/毫升。每隔24小時(shí)取樣測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

2.測(cè)定方法

氨氮的測(cè)定采用水楊酸分光光度法，亞硝態(tài)氮的測(cè)定采用乙二胺光度法，COD的測(cè)定采用高錳酸鉀法，溶氧和pH的測(cè)定采用便攜式測(cè)定儀。

三、結(jié)果

1.氨氮(見(jiàn)圖1)

圖1 氨氮的降解效果

芽孢桿菌、硝化細(xì)菌和光合細(xì)菌對(duì)養(yǎng)殖廢水氨氮的處理結(jié)果如圖1 所示。從整體來(lái)看，3 種細(xì)菌都可以降解廢水中的氨氮，其中芽孢桿菌對(duì)氨氮的降解效果最好，氨氮去除效率為86.01%；其次是硝化細(xì)菌，氨氮去除效率為84.40%；最后為光合細(xì)菌，氨氮去除效率為75.99%。

2.亞硝態(tài)氮(見(jiàn)圖2)

圖2 亞硝態(tài)氮的降解效果

芽孢桿菌、硝化細(xì)菌和光合細(xì)菌對(duì)養(yǎng)殖廢水亞硝態(tài)氮的處理結(jié)果如圖2 所示，3 種細(xì)菌都可以有效降解廢水中的亞硝態(tài)氮，其中硝化細(xì)菌對(duì)亞硝態(tài)氮的降解效果最好，去除效率為98.94%；其次是光合細(xì)菌，亞硝態(tài)氮去除效率為98.64%；最后為芽孢桿菌，亞硝態(tài)氮去除效率為98.49%。

3.COD(見(jiàn)圖3)

圖3 COD的降解效果

芽孢桿菌、硝化細(xì)菌和光合細(xì)菌對(duì)養(yǎng)殖廢水的處理結(jié)果如圖3 所示，3 種細(xì)菌都可以有效降低廢水中的COD，其中光合細(xì)菌對(duì)COD 的降解效果最好，降解率為78.99%；其次是芽孢桿菌，降解率為76.87%；最后為硝化細(xì)菌，降解率為64.52%。

4.溶氧(見(jiàn)圖4)

圖4 溶氧的變化

芽孢桿菌、硝化細(xì)菌和光合細(xì)菌處理廢水過(guò)程中溶氧的變化如圖4所示，光合細(xì)菌處理水體中的溶氧要高于對(duì)照組，而芽孢桿菌和硝化細(xì)菌處理組中的溶氧要低于對(duì)照組。

5.pH(見(jiàn)圖5)

圖5 pH的變化

芽孢桿菌、硝化細(xì)菌和光合細(xì)菌處理廢水過(guò)程中pH 的變化如圖5 所示，硝化細(xì)菌處理水體中后期的pH要略高于其他3組。整體而言，3個(gè)處理組中的pH沒(méi)有顯著差異。

四、討論

水體中氨氮及亞硝酸鹽濃度是衡量水質(zhì)好壞的重要指標(biāo)，研究證實(shí)：芽孢桿菌可將養(yǎng)殖水體的氨氮和亞硝酸鹽分別轉(zhuǎn)化為氨氣和硝酸鹽，有效降低養(yǎng)殖水體中氨氮和亞硝酸鹽含量，從而達(dá)到改善水質(zhì)、防治病害的目的。已有的研究表明：芽孢桿菌對(duì)氨氮和亞硝酸鹽的降解率通常為80%和90%，而本試驗(yàn)所篩選的芽孢桿菌對(duì)氨氮和亞硝酸鹽的降解率分別為86.01%和98.94%，去除效果明顯，表明此芽孢桿菌值得在今后的養(yǎng)殖廢水處理中推廣應(yīng)用。

硝化細(xì)菌是一類好氧的、通過(guò)亞硝酸獲得能源、并以CO2為碳源的細(xì)菌，可以將氨氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，從而降低對(duì)水生生物的毒害。研究證實(shí)：由于硝化細(xì)菌菌株不同，硝化細(xì)菌對(duì)氨氮的去除率也不盡相同，一般集中在40%～80%，對(duì)亞硝酸鹽的去除率通常為95%，本實(shí)驗(yàn)所篩選的硝化細(xì)菌對(duì)氨氮和亞硝酸氮的降解率分別為84.40%和98.64%，其中氨氮的去除率明顯高于已有研究，證明所篩選的硝化細(xì)菌菌株具有較強(qiáng)的凈水能力。

光合細(xì)菌是具有原始光能合成體系的原核生物的總稱，能在厭氧條件下進(jìn)行光合作用。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，通常使用光合細(xì)菌改善水質(zhì)，穩(wěn)定養(yǎng)殖環(huán)境。本實(shí)驗(yàn)光合細(xì)菌對(duì)氨氮和COD的去除率分別為75.99%和78.99%，其去除率與已有的研究基本一致。