[发明专利]一株来自汽车排气管的耐高温的好氧反硝化细菌C-2

说明书

技术领域

本发明涉及工业微生物领域，更具体的说，是涉及一种优良微生物的选育。

背景技术

反硝化细菌是指能够将NO₃^-还原为气态氮的细菌，多为异养、兼性厌氧细菌，如反硝化杆菌、斯氏杆菌、萤气极毛杆菌等。它们广泛分布于土壤、厩肥和污水中。

反硝化机理

适宜的脱氮菌在有外加碳源的情况下，以氮氧化物为氮源，将氮氧化物同化合成为有机氮化合物，成为菌体的一部分(合成代谢)，脱氮菌本身获得生长繁殖；而异化反硝化作用(分解代谢)则将NOx最终还原成氮气。

NOx中NO₂和NO溶解于水的能力差别较大，因此净化机理也不同。NO不与水反应，溶解度很小，亨利系数17.1～31.4Pa(0～30℃)，其净化途径可能有两条：一是NO溶解于水；二是被反硝化细菌吸附，然后在其氧化氮还原酶的作用下被还原为N₂。NO₂先溶于水形成NO₃^-、NO₂^-及NO，化学反应式为：

2NO₂+H₂O→HNO₃+HNO₂

3HNO₂→HNO₃+2NO+H₂O

NO₃^-在微生物硝酸盐还原酶的作用下还原为NO₂^-，NO₂^-在亚硝酸盐还原酶的作用下再还原为NO，最后NO被吸附在微生物表面后，在氧化氮还原酶的作用下被还原为N₂。

脱氮微生物的种类很多且差别较大。许多属都有脱氮种，其类型有异养脱氮菌、专性自氧菌和兼性自养菌。其中数量最多的异养脱氮菌，包括无色杆菌属(Achromobacter)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、杆菌属(Bacillus)、色杆菌属(Chromobacterium)、棒杆菌属(Corynebacrerium)、盐杆菌属(Halobacterium)、生丝杆菌属(Hyphomicrobium)、微球菌属(Micrococcus)、莫拉氏菌属(Moraxella)、丙酸杆菌属(Propionibacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、螺菌属(Spirillum)、黄单胞菌属(Xanthomonas)。这些异养脱氮菌有些是专性好氧菌，有些是兼性厌氧菌，它们在好氧、厌氧或缺氧条件下，利用有机物进行脱氮。此外，还有少量专性和兼性的化能自养菌也能还原NOx。如硫杆菌属(Thiobacillus)中的脱氮硫杆菌(T.denitrificans)利用无机基质，如H₂、H₂S和S、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等作为氢受体，能在厌氧条件下利用NO₃^-或NO₂^-作为氢受体，使处于还原价位的含硫化合物氧化，而把NO₂^-和NO₃^-还原成N₂。

好氧反硝化细菌的发现

20世纪80年代，Robert son等人报道了好氧反硝化细菌和好氧反硝化酶系的存在，并证实了泛养硫球菌Thiosphaera pantot ropha(现更名为脱氮副球菌Paracoccus denit rif ications)在生长过程中，O₂和NO₃^-共同存在时，其生长速率比两者单独存在时都高。目前，越来越多的研究证明细菌好氧反硝化的存在，并发现了一些在有氧条件下有较高反硝化率的细菌。

好氧反硝化细菌作用机制的电子理论