当前的世界环境

介绍

水是所有生物体所需的最重要的自然资源之一。它的多元化用途包括饮用，烹饪，洗涤，灌溉和工业活动（Rathore等, 2014)。最近，由于不受控制的城市化，水污染是主要问题，这是由于污水排入水体，导致对生物的不利影响(Tamil Selvi)等, 2012)。由于这些问题，主要的全球议程是环境管理、处理和处置、废物回收、污染控制和预防以及废水的再利用(Azab, 2008)。

污水是一种复杂的基质。这包括高浓度的BOD, COD和高溶解固体。通过对COD、BOD、硝酸盐、TSS、TDS等参数的分析，确定了废水的水质。这些参数提供了废水质量的关键信息等, 2013)。废水是由住宅、机构、商业和工业设施产生的，包括从浴室、厕所、厨房和水槽通过下水道处理的家庭液体废物。污水的成分差别很大，但可能含有超过95%的病原体，即细菌、病毒、寄生虫和非致病菌。化学污染物包括有机颗粒、无机颗粒(香农等, 2007)。

由于物理和化学处理费用高昂，并可能导致有毒物质的生产，因此全球关注利用微生物修复环境污染物以维持环境的方法(Luka)等, 2014)。生物修复涉及使用微生物来减少或去除受污染区域的污染物，这可能导致原始天然物质的恢复，而不会进一步破坏当地环境（Vidali，2001; Deverajaet al .,2002;Vezzulli等, 2004)。有机物的氧化产物大多为CO₂和新的微生物细胞。有机物提供能量和碳作为细胞生长的营养来源(Chuiet al。，2006）。生物修复是一种经济，环保的，需要更便宜的水污染技术。但是，正确的微生物应在适当的地方使用精确的环境因素（Boopathy，2000）。因此，目前研究的主要目的是研究土着细菌对市政废水生物修复的能力。

材料和方法

样本收集及地点

根据美国公共卫生协会（APHA，2005）的标准程序，从布达纳地区，印度大厦区和拉链塑料袋中的各个地方收集废水和污泥样品。

细菌分离与鉴定

废水和污泥样品分别稀释并接种在营养琼脂培养基上。分离形态不同的菌落，并保持在4^0.C在营养琼脂上倾斜。根据《Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology》(Holt, 1994)对纯化的菌株进行形态学和生化鉴定。

用于生物修复研究的高效菌株的初步筛选

所有分离菌株接种于废水琼脂培养基(WWA)。每100ml培养基由100ml消毒废水和2%琼脂组成。所有培养皿在37℃下培养48小时^0.C.那些在WWA培养基上生长的细菌分离物被用于生物修复研究。

废水样品的表征

在治疗之前和之后的废水样品的特征在于。研究的参数包括pH，BOD，COD，铵氮，硝酸盐，磷酸盐，TSS和TDS。通过使用水和废水检查的标准方法分析所有参数（APHA，2005）。根据以下等式计算所有参数的去除效率：

去除效率（RE％）= C._0.rc / C_0.×100

在那里,C_0.=治疗前初始浓度，

rc =治疗后的最终浓度

细菌分离株的分批培养研究

将每种细菌培养物单独接种在预灭菌的50ml废水肉汤（WWB）I，E。仅加入废水，加入0.5％蛋白胨，以增强细菌分离株的生长。将烧瓶在120rpm的振动器中保持在37℃下48小时^0.C.在600 nm下用无菌生理盐水(0.85%)将细胞悬液的od值调整为0.5。每个分离株(10%)分别接种于250ml含90ml非无菌废水的烧瓶中。与此同时，一个控制烧瓶只含有未经消毒的废水。这些烧瓶在振动筛中以120转的转速保存72小时。处理后，所有样品在10分钟，10000 rpm离心20分钟^0.C和上清液用于进一步分析。

结果与讨论

细菌分离物的分离和特性

根据形态学和生化特征共鉴定了8株细菌。它包括地衣芽孢杆菌NW16，PS。铜绿假单胞菌NS19,假单胞菌sp。NS20，p. salinarum.NS23,美国maltophiliaNS21, Paenibacillus北欧化工NS3, Paenibacillussp。NW9和航空罗马斯亲水性NS17。

细菌分离株的分批培养研究

在营养琼脂培养基上共分离出44株细菌。其中8株细菌在WWA培养基上生长。废水中所含的有机物为这些分离菌提供了基质。通过批量实验，将这些菌株用于生物修复研究。

样品初始pH为微酸性，处理后为微碱性。对照组显示的pH值变化可以忽略不计(这里没有显示数据)。废水中蛋白质和氨基酸的降解转化为氨，使样品的pH值增加到微碱性。废水pH值的变化表明存在降解有机物的微生物活性。

生物化学氧需求（BOD）是对废料分解的微生物所需的氧气所需的氧气。样品的初始BOD高于允许的极限。高BOD表示高量的有机物质，它导致氧气耗尽并产生厌氧条件，这将导致水生动物的多样性和分布。有机物质将支持厌氧作用，导致水体中有毒化合物的积累（Goel，1997）。观察到72小时内的最大百分比去除BOD地衣芽。NW16和气单胞菌属亲水性NS17分别占42.86%，其次是p . salinarumNS23,PS。铜绿假单胞菌NS19那美国maltophiliaNS21那假单胞菌sp。NS20那Paenibacillus北欧化工NS3和Paenibacillus.sp. NW9分别为28.91%、28.57%、25.46%、21.96%、19.85%和14.29%，而对照仅为8.93%(图1)等。（2013）和Prasad和Manjunath（2011年）发现枯草芽孢杆菌和假单胞菌铜绿假单胞菌在亚穆纳水和富脂废水的生物修复研究中，分别具有BOD和COD的还原潜力。Vasconcellos等(2009)报道地衣芽。用于木薯处理废水的生物降解，而Ravi Kumar等。（2013）报告了36.41％的BOD效率地衣芽。用于污水的生物修复。

图1:细菌分离株的BOD降低% 点击这里查看图

化学需氧量(COD)试验是测定废水样品中有机物含量的最佳、快速的方法。在我们的研究中，我们观察到所有菌株在72小时后COD都有所下降(图2)。地衣芽。NW16的COD降幅最大，为82.76%Paenibacillus.sp, NW9假单胞菌sp。NS20那气单胞菌属亲水性NS17,Paenibacillus北欧化工NS3、p . salinarumNS23,PS。铜绿假单胞菌NS19和美国maltophilia与对照相比，NS21的COD降低率分别为81.61%、60%、55.3%、30%、22.5%、21%和20%，COD降低率为14.94%。在生物降解过程中，细菌利用有机化合物作为其生长发育的基质等, 1995)。这些细菌能够产生各种各样的酶，可以将复杂的有机化合物降解为一氧化碳₂和水在废水中存在（Claxton和Houx，1995; Chin等, 1995)。除了对照的情况下，废水中存在的细菌物种对除去的BOD和COD没有显着影响。但是，我们的分离株表现出了有希望的结果。Gaikwad观察到类似的结果等.，(2014)和赵et al .,(2009)发现假单胞菌sp。和芽孢杆菌sp。能够减少COD和BOD。mazzucotelli.et al .,(2014)报告使用Stenotrophomonas.用于乳业废水的降解et al .,(2008)也报道了COD还原剂航空罗马斯sp。

图2:细菌分离物对COD的降低% 点击这里查看图

在本研究中，所有菌株的氨态氮均未减少(图3)。氨态氮浓度的增加是由于蛋白质和氮化合物被降解为氨。

图3:细菌分离株对氨氮的降低% 点击这里查看图

处理前硝酸盐浓度非常高，超过了允许的限度。硝酸盐是水体富营养化的来源之一。在本研究中，硝酸盐的最大还原量是地衣芽。NW16（63.64％），p . salinarumNS23(27.87%)和气单胞菌属亲水性NS17（17.37％）。观察到硝酸盐浓度的增加PS。铜绿假单胞菌NS19,假单胞菌sp．NS20,美国maltophiliaNS21, Paenibacillus北欧化工NS3和paenibacillus.sp. NW9表示硝化过程，而硝酸盐浓度下降B. Licheniformis NW16，P. salinarum ns23那气单胞菌属亲水性NS17显示的反硝化过程是硝酸盐转化为分子氮的过程(图4)等，(2008)报道芽孢杆菌sp。和假单胞菌sp。最有效地减少硝酸盐。在我们的研究中，芽孢杆菌Sp.显示硝酸盐减少，而假单胞菌sp。表现出对比的结果。

图4:细菌分离物对硝酸盐的减少百分比 点击这里查看图

磷酸盐是最严重的环境问题之一，因为它对湖泊和其他自然水体的富营养化过程有贡献。它存在于天然水、废水、沉积物和污泥中。这种离子可能通过生活污水进入水生环境。由Paenibacillus北欧化工NS3（72.3％），PS。铜绿假单胞菌NS19和地衣芽。NW16 (59.98%),Paenibacillus.sp, NW9 (55.06%),假单胞菌sp。NS20 (47.69%),美国maltophiliaNS21 (41.54%),p . salinarumNS23（24.61％）和气单胞菌属亲水性NS17(17.55%)。对照组的磷酸盐浓度没有被去除(图5)。Krishnaswamy观察到类似的结果et al .,(2011)发现芽孢杆菌sp 1,76,645和假单胞菌sp. YLW-7是一种有效的磷酸盐还原剂。

图5:细菌分离物对磷酸盐的降低% 点击这里查看图

大量悬浮颗粒对水生动植物有有害影响，减少水生系统中生命的多样性，促进氧气的耗竭(Karthikeyan)et al .,2010)。由图6可知，TSS的最大降幅为气单胞菌属亲水性NS17(79.94%)紧随其后地衣芽。NW16 (67.88%),绿脓Ps。NS19（57.88％），Paenibacillus.sp。NW9 (54.15%),假单胞菌sp。NS20(42.69%) whereasPaenibacillus北欧化工NS3、p . salinarumNS23,美国maltophiliaNS21和对照组均不能降低TSS。

图6：通过细菌分离株减少TSS的％ 点击这里查看图

总溶解固体是指废水中存在的所有溶解物质。TDS水平高的废水排放将对水生生物产生不利影响，如果用于灌溉，将降低作物产量。在这项研究中，大多数分离株显示TDS降低。TDS最大降幅为Paenibacillus.sp。NW9（81.4％，），美国maltophiliaNS21（76.74％），地衣芽。NW16 (71.08%),PS。铜绿假单胞菌NS19（68.6％），气单胞菌属亲水性NS17(62.79%)、对照(32%)、假单胞菌sp. NS20 (6.98%)Paenibacillus北欧化工NS3和p . salinarumNS23不能降低TDS(图7)。Tomar和Mittal(2014)也发现枯草芽孢杆菌有降低TSS和TDS的潜力。

图7:细菌分离物减少TDS % 点击这里查看图

结论

在本研究中，共分离出8株细菌即地衣芽。NW16，绿脓Ps。NS19，假单胞菌sp．NS20,p . salinarumNS23,美国maltophiliaNS21, Paenibacillus北欧化工NS3、Paenibacillus.sp。NW9和气单胞菌属亲水性NS17被隔离并用于市政废水的生物修复。这些分离物在BOD，COD，硝酸盐，磷酸盐，TSS和TDS中显示有机物质的降解。因此，这些分离物可用于市政废水的生物修复，以控制水污染。

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