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锰在地壳中的含量仅此于铁,是地壳中的主要成分。广泛存在于自然界中,是人体所必需的微量元素之一,但是如果摄入锰量过多会引起神经性疾病,危害身体健康。我国饮用水要求规定:对锰含量的最高允许浓度为0.1mg/L。且在生活用水和工业用水过程中,锰含量超标也是影响水质的主要因素之一,如影响水的色度和气味等。近年来,生物除锰工艺得到了发展和广泛应用,与传统化学除锰法相比,生物氧化除锰具有处理效果好,处理效果稳定,运行所需费用低等明显优势。水相和土壤环境中广泛存在着锰氧化微生物,可高效地将Mn(II)氧化成Mn(IV),在锰的生物地球化学循环中具有重要的作用。有些锰氧化细菌具有极强的Mn(IV)的生成率,比化学催化快10万倍左右。因此,锰氧化细菌在生物除锰研究中具有较高的应用价值,可用于含锰量高的水处理和土壤中重金属污染的治理。但是,目前对于锰氧化菌除锰机制的研究还不够深入。本实验利用三种不同富集培养基对不同环境样品进行富集,通过LBB指示剂法筛选富集效果好的样品作为分离样品。同时利用LBB指示剂法筛选具有锰氧化能力的菌株,待分离纯化后通过生理生化及分子生物学等鉴定方法进行分析鉴定。并测定分离菌株生长曲线、及接种量、Mn2+浓度、pH值等对生长曲线的影响及研究分离菌株的锰氧化特性。本研究以土壤和河流底泥等为分离样品,首先,利用PYCM培养基、K培养基和PC培养基进行富集和分离。对分离获得的10株细菌通过LBB指示剂进行了对Mn(II)的氧化能力检测。然后通过MIDI微生物鉴定系统、Biolog分析、生理生化分析和16S rDNA测序分析,初步鉴定菌种MB1为地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis),MB2为巨大芽孢杆菌(Bacillus-megaterium)。实验结果表明不同接种量对除锰菌MB1和MB2的生长曲线总体来说影响不大。MB1的最适接种量为5%,MB2的最适接种量为15%。当培养基的pH值为5.0-7.0时,MB1和MB2菌体均在此范围内可以生长的很好,当pH值为7.0时,菌体生长状态达到最好,培养基中生物量最大,说明在此条件下菌体能够很快适应环境快速进入对数生长期,且对数期时间较其它pH值条件下菌体对数期时间更长。之后,随着培养基碱性增强,生物量又逐渐减小,直至pH值为9.0时菌体的生长被抑制。当pH值为9.0时,碱性环境中锰氧化菌的生理活动受到影响。在pH值为6.0-8.0的条件下,MB1和MB2对Mn2+氧化率均在35%以上。对除锰菌的耐锰能力进行分析,研究了不同Mn2+浓度对菌体生长的影响,当浓度高于12mmol/L时,MB1菌体的生长速度很慢甚至几乎不生长,表明当Mn2+浓度过高时会抑制细菌的生长。MB2菌株在含Mn2+培养基中的菌量比不含Mn2+的小,但当培养基在12mmol/L范围以内变化差距不大,表明MB2菌对高浓度Mn2+的耐受性比MB1菌要好。通过原子吸收法测定菌株除锰率,在K培养基中培养7天后,菌种MB1的锰氧化率为61.7%,菌种MB2的锰氧化率为90%。研究初始pH值(5-9)的K培养基中,pH值对锰氧化率的影响,在pH值为7.0时,MB1和MB2的生物氧化率最高,可达到80%左右。当pH为5.0和6.0时,菌株MB1和MB2对Mn2+氧化率不到60%。说明酸性环境影响了锰氧化菌的生长,可能是由于酸性环境使培养基的组成发生改变,从而导致锰氧化率下降。通过研究锰氧化菌在生长过程中对pH值的影响表明锰氧化菌使培养基pH值升高。对除锰菌MB1和MB2的除锰特性进行分析,证明本实验中所筛选到的锰氧化细菌在对Mn2+进行氧化过程中包含生物氧化和化学氧化的共同作用。该菌为进一步研究锰氧化机制和实现强化除锰提供了重要的菌种。