亚硝酸盐过量是水体氮素污染最重要的表现形式之一。过量的亚硝酸盐会严重威胁水生生物的生存,破坏水体微生态环境的平衡。近年来,高密度水产养殖水体亚硝酸盐积累导致的养殖对象大量死亡事件时有发生,造成严重的经济损失。亚硝酸盐氧化菌是自然界中能氧化亚硝酸盐的最重要的一类细菌,它们可以将亚硝酸盐氧化成为基本无毒的硝酸盐,从环境中分离出具有高效亚硝酸盐氧化能力的亚硝酸盐氧化菌具有重要的实用价值。另外,在自然界中,亚硝酸盐氧化菌和氨氧化菌常以混合菌群的形式参与氮素的循环过程,而实验室的研究多数也是针对亚硝酸盐氧化菌和氨氧化菌混合菌群或氨氧化菌的。所以对单一硝化细菌的亚硝酸盐氧化过程的研究也有明显的理论意义。 本研究首先从自然界筛选出了一株具有高效亚硝酸氧化能力的亚硝酸盐氧化菌NOB-2,然后依次对其氧化能力提升、生长及发酵培养特性、亚硝酸盐氧化特性及菌液保藏特性进行了研究。 本研究用水洗琼脂平板划线分离的方法从养殖水硝化细菌富集液中得到四株有硝化能力的细菌。对具有最大亚硝酸盐氧化活性的NOB-2进行生理生化特性及16Sr DNA分子鉴定,最终确认其为维氏硝化杆菌。 对NOB-2的氧化能力进行了优化,得到NOB-2的最佳亚硝酸盐氧化条件为：温度30℃,pH=7.0,DO≥3.5mg/K。利用Minitab部分析因设计结合正交试验的方法对培养基进行优化。验证结果表明,优化后亚硝酸盐氮降解速率比优化前的提高44.17％,最大值达到737.66 mgNO2-Ng-1MLSS-1d-1,这使进一步的研究成为可能。 对NOB-2的发酵特性进行了研究,NOB-2的生长曲线表明其平均代时达到12h,选用Logistic方程描述NOB-2分批发酵时的菌体生长规律,用OriginPro 7.5非线性拟合处理发酵数据得到NOB-2的菌体生长及基质消耗方程,方程能较好反应菌体生长和基质消耗的规律。拟合参数表明NOB-2的最大比生长速率可达到0.139h-1。 对NOB-2的亚硝酸盐氧化特性研究表明,NOB-2的氧化活性受水体可溶性有机物的抑制,水体离子强度变化对NGB-2的氧化特性无显著影响,NOB-2有很好的耐盐性,当氯化钠浓度高达20g/L时,NOB-2依然可以保持70.05％的活性。当铬离子和铅离子浓度≤20mg/L时对NOB-2没有严重的急毒性,非离子型表面活性剂对NOB-2无显著性影响,而离子型表面活性剂SDS浓度为40mg/L时会造成其72.07％的活性损失,抗生素浓度为时3ug/L对NOB-2产生严重抑制。 在亚硝酸盐氧化菌保藏过程中添加各种保护剂,发现常见多糖、二糖、金属盐及固定化对NOB-2都无保护作用,但实验发现还原性盐类亚硫酸钠可明显延长NOB-2的保藏时间。进一步试验发现温度、离子强度、溶氧对NOB-2的保藏都有显著性影响。