新型微生物抗菌除臭菌系的研究与应用

1、新型微生物抗菌除臭菌系的研究与应用目 录1、新型微生物抗菌除臭菌系的研究与应用工作报告····················12、新型微生物抗菌除臭菌系的研究与应用技术报告··················293、新

2、型微生物抗菌除臭菌系的研究与查新报告··························86陕西海浪精细化工有限公司新型微生物抗菌除臭菌系的研究与应用课题组新型微生物抗菌除臭菌系的研究与应用工 作 报 告1. 环境中恶臭的污染和危害随着社会经济的飞速发展及城市化进程的不断加速，室内外环境污染问题日益突出。恶臭是指一切刺激嗅觉器官引起人们不

3、愉快和损坏生物环境的物质。恶臭作为7种典型公害之一(大气污染、水质污染、恶臭、土壤污染、噪声、振动、土地下沉)，其物质种类繁多,影响范围大,并且严重危害人体健康,它对人体的毒害是多方面的: (1)危害神经系统。长期受到一种或几种低浓度的恶臭物质刺激,首先使嗅觉脱失,继而导致大脑皮层兴奋与抑制过程的调节功能失调。有的恶臭物质,如硫化氢不仅有异臭作用,同时也对神经系统产生毒作用;(2)危害呼吸系统。当人们嗅到臭气时,会反射性地抑制吸气,妨碍正常呼吸功能;(3)危害循环系统。如氨等刺激性臭气,会使血压出现先下降后上升,脉搏先减慢后加快的变化。硫化氢还能阻碍氧的输送,而造成体内缺氧;(4)危害消化系统

4、。经常接触恶臭物质,使人食欲不振与恶心,进而发展成为消化功能减退;(5)恶臭会使内分泌系统的分泌功能紊乱,而影响机体的代谢活动。此外氨和醛类对眼睛有刺激作用,常引起流泪、疼痛、结膜炎、角膜浮肿；（6）臭味还会阻碍人际关系的良好发展,影响个人、家庭或某一场所的外在形象。长期受到恶臭的持续作用会使人烦躁、忧郁、失眠、注意力不集中、记忆减退,从而使学习和工作效率降低。由于臭味对人体感观和健康的影响，引起世界各国的普遍重视，有关除臭技术的研究已成为环境治理工程中的一个重要的环节。 20世纪60年代，在日本以鱼骨场、皮革厂为代表的恶臭污染投诉不断增加，促使人们开始对恶臭污染进行研究。1966年，日本宫城

5、公害防止条例最早规定了以食盐水平衡法为基础的恶臭浓度标准。1971年颁布实施了恶臭防止法。如今，在日本恶臭和大气污染、水质污染、土壤污染、噪音、震动、地盘下沉，被列为7项典型环境公害，并制定了臭气浓度及22种单一恶臭物质的排放标准。其主要测定及评价方法包括食盐水平衡法、检知管法、六阶段臭气强度法、三点比较式臭袋法和九阶段快不快法等。美国于1971年颂布了清洁空气法，同时各州也规定了相应的法律和标准。恶臭的测定方法主要采用Scentometerf法和ASTM注射器法。德国在联邦侵害防止法及有关空气质量的控制的技术指针中，对有关恶臭污染作出了规定，但没有给出具体标准及测定评价方法。1986年开始采

6、用臭气频度（1年时间内臭气存在的时间数）作为恶臭评价的参数，1993年在环境大气中有关臭气的指令中规定了臭气频度、臭气时间的测定及计算方法，并针对不同地区规定了界限值。我国对恶臭污染的研究起步比较晚，参考日本的经验，于1993年制定了恶臭污染物排放标准，包括臭气浓度及三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯8种单一恶臭物质的厂界标准及排放标准；同时，对其测定方法也作出了具体规定。下面就就有关恶臭来源及治理方面一简单介绍。1.1 恶臭来源及成分恶臭物质是指能引起嗅觉器官多种多样臭感的物质。目前，凭人的嗅觉感知的恶臭物质有4000多种，人类活动导致恶臭产生的环境较多，按产生源可以

7、分为生活源和工业源。生活源是指日常生活中产生的恶臭，如家用卫生间、公厕、污水处理厂、垃圾转运站以及受污染的湖泊、水沟等地方会扩散出恶臭气体，污染周边环境，给家庭生活或周围居民带来很大的不便；工业源是指工业生产中产生的恶臭，如养殖厂、涂料厂、制药厂、食品加工厂、化工厂等。 恶臭气体从其组成可分为五类。一是含硫化合物,如硫化氢、硫醇类、硫醚类等;二是含氮的化合物,如氨、胺类、酰胺、吲哚类等;三是卤素及其衍生物,如氯气、卤代烃等;四是烃类,如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等;五是含氧的有机物,如酚、醇、醛、酮、有机酸等。从以上分类中可以看出,这些恶臭物质,除硫化氢和氨外大都为有机物。这些有机物能散发到大气

8、中主要是因为其沸点低挥发性强,为此我们又称其为挥发性有机化合物,简称VOC(Volatile Organic Compounds)。 迄今为止还没有找到一个统一的单位来判别恶臭味道的不同，但是人们的嗅觉器官则可以区别上千种不同的味道，从而填补了臭味无法用某个度量单位监测的不足。但这并不是说人的嗅觉最敏感。根据试验，某些动物的嗅觉比人更敏感，其中狗是嗅觉敏感的佼佼者，它的嗅觉比人敏感100万倍。许多人类闻不到的味道，狗可以清晰鉴别。臭味的最低嗅觉浓度为嗅阈值。嗅阈值是由经过特殊训练的人员，最好是不吸烟的女青年，在专门配制的空气中，凭借参加人员的嗅觉来判定的。由于每个人的感觉不一样，所以判定时必须

9、有6人以上参加，取其平均值为嗅阈值。水中的臭味物质的嗅阈值用mg/L表示。空气中的臭味物质的嗅阈值用mg/m3或mLm3表示。表1和表2分别给出了部分恶臭物质的嗅阈值及其理化性质。表1几种恶臭物质的嗅阈名称硫化氢甲硫醇二甲硫醚甲醛三甲胺酚嗅阈值(ppm)臭气特征臭鸡蛋味腌罗卜味烂卷心菜臭刺激臭刺激臭药品臭表2恶臭物质的理化性质名称分子量沸点名称分子量沸点硫化氢甲硫醇甲硫醚二甲基二硫醚甲苯甲胺乙二胺乙醇1.2 恶臭污染的防治目标恶臭污染的防治目标之一要达到GB14554-93规定的恶臭物质排放标准,最终目的是要消除恶臭,创造一个无臭的工作、生活环境。恶臭给人的感觉量(即恶臭强度)是与恶臭物质对人

10、嗅觉的刺激量的对数成正比,即符合Weber-Fecher定律：I=K·logC式中I人对嗅觉的感觉量;K常数;C恶臭物浓度.上式说明,即使把恶臭物质去除90%,人的嗅觉所感觉到臭气浓度却只减少一半。这就决定了防治恶臭比防治其它大气污染物更困难。要消除恶臭,比达到排放标准还要严格几十倍至上千倍,因此必须加强对恶臭污染的治理和研发。1.3 恶臭物质的各种治理方法及优缺点恶臭的脱除有别于一般大气污染的治理,这是由恶臭的特性决定的。(1)恶臭的污染源分布广泛;(2)恶臭物质的浓度一般较低,甚至低达109mol/L,且处理后要求其浓度更低;(3)臭气一般是多组分混和物,产生恶臭的物质多达1万种

11、以上,气味强度与实际的分子浓度不一定成线性关系。目前，对于臭味的去除方法主要有：(1)化学除臭法(氧化法,吸收法,吸附法)包括燃烧法(热力燃烧,催化燃烧)；(2)物理除臭法，如掩避法,稀释扩散法等；(3)生物除臭法，主要是利用微生物除臭，通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化。表3种所述处理方法各有其优缺点。对于大流量、低浓度的挥发性有机废气和恶臭气体，使用物理和化学法处理存在投资大、操作复杂、运行成本高的问题。生物除臭方法因其具有适用范围广、处理效率高、无二次污染、所需设备简单、便于操作、运行成本低、环境负荷低和维护管理简单方便的特点，可广泛应用于污水处理厂、垃圾处理场、公园中的湖泊和

12、水沟、畜牧养殖场、食品厂、餐饮店以及办公楼、别墅区、公厕以及家庭卫生间、冰箱及运动鞋等不同场所。随着经济的发展,人们对环境质量要求的提高,这种利用自然界微生物进行环境保护的生物技术将有广阔的发展前景。表3 除臭方法的适用范围除臭方法使用范围备注物理法掩避法,稀释扩散法中、低恶臭强敌有组织排放源需建烟囱燃烧法热力燃烧,高浓度恶臭物质有组织排放的工业源燃料消耗多催化燃烧高浓度恶臭物质有组织排放的工业源需催化剂化学氧化法臭氧氧化法中、低浓度恶臭物质有组织排放源处理费用高催化氧化法中、低浓度恶臭物质有组织排放源需催化剂其它氧化法中、低浓度恶臭物质有组织排放源需耗氧化剂吸收法木吸收法水溶性恶臭物质有组织

13、排放的工业源产生二次污染酸吸收法酸性恶臭物质有组织排放的工业源需处理吸收液碱吸收法碱性恶臭物质有组织排放源需处理吸收液消化污泥吸收法中、低恶臭物质有组织排放源吸附法中、低恶臭物质有组织排放源吸附剂需再生生物分解法土壤法高、中、低恶臭物质有组织排放源堆肥法联合法成分复杂的臭气有组织排放源2 微生物除臭技术微生物除臭是20世纪50年代开发的一种脱臭技术。微生物除臭技术是利用能够转化或者降解恶臭物质的特殊微生物的高效吸附、吸收和降解作用对生活污水和生活垃圾等散发的含硫、含氮等恶臭气体进行净化，将硫化氢、硫醇和氨气等恶臭成分转化为无害无臭的物质，达到改善空气质量、保护人民身体健康的目标。2.1 生物除

14、臭的发展状况“利用土壤微生物处理H2S废气”的美国专利。70年代后，各国开始在这一领域开展广泛研究，其中日本、德国取得的成就最为显著，主要研究内容包括脱臭的基本原理和方法、装置设备及操作工艺条件、能降解臭气的微生物种群和其在填料表面形成生物膜的条件、生物吸收剂的成份等。80年代以来，国外已有部分微生物除臭的产品和设备开始运用于治金、石油、化工、屠宰、污水处理等实际中，并取得明显效果。有效微生物种群是由日本琉球大学比嘉照夫教授研制开发的新型复合微生物菌剂。它对环境除臭具有较明显的效果，这可能与有效微生物种群中含有光合细菌群有关。光合细菌作为有益菌群，一方面抑制了腐败细菌的生长，改善有机物的分解途

15、径，减少NH3和H2S的释放量和胺类物质的产生；另一方面它又可利用H2S作氢受体，消耗H2S，从而减轻环境中的恶臭，减少蚊蝇孳生。2.2 微生物法除臭的原理恶臭物质的活性基团一旦氧化,气味就消失。一般认为微生物处理臭气的基本原理是利用微生物把溶解水中的恶臭物质吸收于微生物自身体内,通过微生物的代谢活动使其降解的一种过程。基本上分为三个过程:恶臭气体的溶解过程,即由气相转变为液相的传质过程;溶于水中的臭气通过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物吸收,不溶于水的臭气先附着在微生物体外,由微生物分泌的细胞外酶分解为可溶性物质,再渗入细胞;臭气进入细胞后,在体内作为营养物质为微生物所分解、利用、使臭气得以去

16、除。恶臭物质的生物降解是该过程的限速阶段,可见微生物处于生物脱臭的核心地位。微生物消化吸收恶臭物质后产生的代谢物再作为其他微生物的养料，继续吸收消化，如此循环使恶臭物质逐步降解。真菌生长速度快，形成的菌丝网可有效增大与气体的接触面积，适用于难溶性臭气。从微生物除臭的原理可知,微生物除臭是多种微生物共同作用的结果。多种微生物共同作用更有利于吸收、分解产生的SO2、H2S、CH4等具恶臭味的有害气体。同时,这些微生物又可以产生无机酸,形成不利于腐败微生物生活的酸性环境,并从根本上降解分解时产生恶臭气体的物质。（1）脱氮除臭生物除氮法的应用较广,处理底物的范围大,产物为氮气,无二次污染。包含硝化反应

17、:2NH4+3O2=2NO2-+2H2O+4+,2NO2+O2=2NO3;脱氮反应:2NO3+10+10e=2+4H2O+2OH·L-1的低浓度。（2）脱硫除臭光合细菌的脱硫反应为：2H2S+CO2+hv=2S+H2O+CH20，H2S+2CO2+2H2O+hv= H2SO4+2CH20；好气微生物的脱硫反应为：2H2S +O2=2H2O+2S，2S+3O2+2H2O=2H2S+O4。发现H2S首先被转化为单质硫,再转化为硫酸且硫酸为主要产物。硫氧化分中性、酸性和嗜酸性。氧化亚铁硫杆菌等化能自养菌是脱除无机硫的主力,但自然界中去除有机硫的菌株极少,多为经变异处理的异养菌,厌养脱硫菌的

18、研究更少。国外从不同生境中分离高效脱硫菌,如日本的研究者从活性污泥中分离出分解甲基醚的氧化硫细菌(Thiobacillus thioparus·s-1,其对硫化氢、甲基硫醇、甲基硫醚有很好的去除效果。在缺氧条件下,氮与硫的联合去除的反应如下：2H2S+2NO3=SO4+S+N2+ 2H2O，两者因为中和作用吸收会更快。 微生物在除臭方面的应用进展2.3.1 在污水处理中的应用 有益微生物菌群是由好氧性微生物和厌氧性微生物经复合培养而成的，其中主要的微生物种类有：乳酸菌类、酵母菌类、光合细菌类、发酵用的丝状菌类、革兰氏阳性放线菌类，具有净化环境、除臭的功效。有益微生物菌群处理废水机理是

19、：EM菌群中既有分解性细菌，又有合成性细菌，即有好氧菌，又有厌氧菌和兼性菌。作为多种细菌共存的一种生物体，激活后的有益微生物菌群通过驯化在污水中迅速生长繁殖，能快速分解污水中的有机物，同时依靠相互间共生增殖及协同作用，代谢出抗氧化物质，形成稳定而复杂的生态系统，抑制有害微生物的生长繁殖，抑制含硫、氮等恶臭物质产生的臭味，激活水中具有净化水功能的原生动物、微生物及水生植物，通过这些生物的综合效应从而达到净化水的目的。综合目前研究和应用成果，有益微生物菌群在污水处理中，具有降解有机物，减少污染产量、分解营养盐类物质并具有除臭功效。在污水处理方面具有代表性的是日本冲绳县具志川市图书馆采用有益微生物菌

20、群净化楼层生活污水，可显著降低BOD，大肠菌数并具有除臭功能，达到饮用水的标准。2.3.2 在粪便处理中的应用随着我国经济的飞速发展,养殖业迅速发展壮大，由于没有合适的处理技术方法利用，大量的畜禽粪便得不到利用，既浪费了资源用又污染了环境，养殖场周围大多是臭气熏天，蚊蝇滋生，且引发各种疾病流行。畜禽粪便的除臭分两种途径：第一类是以添加剂的形式加到饲料中，以增加饲料蛋白的消化吸收以及减少臭气排放。在投入有用菌后,肠道内有用菌占优势的肠内细菌丛，将脂肪、碳水合物、蛋白质发酵、分解、合成各种营养成分的能力显著增强，肠道内腐败物质的产生量极显著减少，排出的粪便无臭味。饲喂的猪舍和牛舍灭蝇效果分别达30

21、%36%和65.6%，硫化氢的清除效果分别为50%和62.6%，氨气的去除效果也较好。第二类是以控制畜禽排泄后粪便臭味为主要目的而采取的一些措施，在日本、美国等国家以有益微生物稀释液喷洒或给畜禽饮用的大型畜禽养殖场中，困扰了多年的恶臭逐渐消失了，苍蝇密度大大下降,畜禽变得温顺、安静，产蛋、产肉率明显增加。每个家庭每天都会有或多或少的生活垃圾，这些垃圾如不及时处理便会在环境中产生恶臭，诱发蝇蚊繁殖，引起环境恶化和疾病发生，影响人们的身体健康。控制垃圾恶臭有两种途径：(1)在没有腐化的垃圾中加入有益菌与纤维素分解菌、木质素分解菌等组成高效微生物接种剂,进行堆肥,使之转化成肥料重新利用。(2)在已腐

22、化有恶臭的垃圾中加入微生物菌群,控制恶臭。3 微生物抗菌除臭的意义和存在的问题 近年来恶臭污染会对人体产生不容忽视的危害以及各国对恶臭造成的环境污染的关注,对恶臭的处理研究也日益活跃。虽然微生物脱臭法的历史尚短、部分工作还停留在实验阶段，但由于其具有传统方法不可比拟的优势性和安全性，发展潜力和应用前景相当广阔。微生物抗菌除臭技术及微生物抗菌除臭剂在研究与应用中的意义及优势如下：（1）纯绿色环保性质。由于微生物除臭技术是利用能够转化或者降解恶臭物质的特殊微生物的高效吸附、吸收和降解作用对恶臭气体进行净化，化恶臭为无臭。不含任何化学药品，也不含转基因产品成份，不会造成二次污染，代表着生物环保产业发

23、展的未来方向。 （2）处理功效高。运用微生物除臭技术大大增强了其处理污染的功效，与一般化学方法和生物方法相比较，微生物除臭技术对有机物的降解速度是传统方法的100倍。污染物在投放微生物除臭剂，可迅速祛除臭味，净化水质，降低COD、BOD5、氨、氮等指标。 （3）适应性更广。微生物除臭技术特别是混菌微生物除臭剂降低微生物生存条件要求，增强适应性，减少过滤，适应多种温度和pH值范围，在低氧环境中也能有效发挥作用。 （4）更有针对性。微生物除臭技术可广泛适用于不同领域、不同用途和不同的污染环境；并可根据具体治理对象的具体情况，专门研发出针对性的、最具效力的配方。 （5）治理成本最低。微生物除臭技术品

24、具有标本兼治的特点，不用征地建厂或购买庞大设备，综合治理成本和动态投资成本最低，而治理效果显著。（6）化害为益。以前认为不能回收利用污染物，城市污水厂的污泥经微生物除臭制成肥料，如氨和硫酸化合成硫酸铵肥料，其中各种元素可被植物吸收；提高了污泥中有机碳的利用率；而且脱臭微生物大多是土壤中的有益菌群。 （7）微生物除臭剂与传统化学产品比较。每种化学产品都是针对性强的产品，当遇有复杂的其他化学基质时，便会失效；使用化学产品之后，在水体中总有化学残留物，它可能带来副作用或新的污染；使用化学产品可掩盖臭味，却不能改变臭味的生成或阻止其散发。微生物除臭技术是利用自然分解和在分解过程中的积极生化作用，不会产

25、生上述问题。（8）微生物除臭剂与传统生物净化剂相比。微生物除臭技术可以极大祛除臭味，使液体状污物、有机物质迅速新陈代谢，减小固体物质体积，快速净化被污染物质。微生物脱臭法具有传统方法所不可比拟的优越性,如处理效率高、无二次污染、所需的设备简单、易操作、费用低廉、管理维护方便等,其发展潜力和应用前景是相当广泛的。但是由于受研究和发展时间的限制,微生物脱臭尚有许多亟待解决的问题,主要有:适合于特定恶臭有机物降解的微生物菌种筛选和驯化的方法;恶臭气体的去除率与工艺参数之间的关系还需要定量化;装置与设备的设计制造和施工还需规模化;对高浓度的恶臭废气、复杂的混合气体处理还有待研究;混菌发酵工艺有待优化。

26、4 本项目的研究内容本项目是围绕上述主题开展了新型微生物抗菌除臭菌系的研究与应用的研究，课题下达单位为陕西海浪精细化工有限公司，承担单位为陕西西安海浪生物研究所、西北农林科技大学和其它相关单位。通过课题组科研人员大量试验、技术创新、有效的管理和夜以继日的辛勤劳动，圆满地完成了课题规定的任务，取得了如下主要技术成果：4.1 抗菌除臭菌株的分离筛选研究自然界中微生物资源极其丰富，土壤、水、大气、动植物及其腐败残骸都是微生物的主要栖居和生长繁殖场所，在这些场所可以寻找有益微生物。随着微生物学研究工作的不断深入，新的微生物菌种资源开发和利用的前景十分广阔。分离微生物新种的具体过程大体可分为采样、样品处

27、理、富集培养、分离培养 、纯化、性能测定和菌种鉴定等步骤。4.1.1 抗菌除臭菌的采集和分离本研究从采自秦岭山区不同地区、不同海拔、不同植被的156个土样中分离出了3230株微生物。共采用3种方法进行分离：（1）划线分离法，即用接种针挑取微生物样品在固体培养基表面划线，适当条件下培养，获得单菌落；（2）涂布分离法，涂布棒蘸取培养液，或先将少量培养液滴在固体培养基表面，再用涂布棒再固体培养基表面涂布均匀；（3）稀释分离法，获得纯种的几率较大，该法是将降至60左右的固体培养基与一定量的菌悬液混匀后，再浇注成平板以获得单菌落。在采集的样品中，待分离的具有除臭能力的菌株在数量上并占优势，为提高分离效率

28、，课题组成员以投其所好和取其所抗的原则采用在培养基中投放和添加特殊的养分或抗菌物质对所需菌种进行增殖培养或富集培养，使所需菌种的数量相对增加，使天然样品中的劣势菌转变为人工环境中的优势菌，如:将样品按30的接种量加入新鲜猪粪中，反复富集至猪粪无臭化。以无臭猪粪为起始菌种添加到模拟有机垃圾中进行驯化培养。通过以上方法，本实验从采集的样品中共分离到3230株微生物，进而进行除臭菌的筛选。4.1.2 除臭菌的筛选所有的微生物育种工作都离不开菌种筛选,筛选是最为艰难的也是最为重要的步骤。为了提高筛选效率，本实验将筛选工作分为初筛和复筛两步进行。对于初筛，要力求快速、简便；对于复筛，应该做到精确，测得的

29、数据要能够反映将来的生产水平。根据所需菌株的特性，本实验自制了简单的初筛培养基：残菜400g，鱼头、内脏、肉渣100g，水800ml，煮沸30min，过滤，调滤液pH7.0，琼脂2%。按10%接种量接入所试菌株，分别在5d、10d、15d后用感官法初步判定微生物的除臭效果。初筛工作连续进行几轮。初筛出具有除臭能力的中温和耐高温微生物及其除臭效果结果如表4：表4 中温和耐高温微生物除臭效果分离到微生物种类中温微生物耐高温微生物菌株数量有效菌株数量分离效率菌株数量有效菌株数量分离效率细菌2708029.62%30930.00%丝状真菌1505436.00%15320.00%放线菌971313.40

30、%800酵母菌1205041.66%5120.00%总计6371975813从表4中可见，分离的微生物中除臭能力各异，有效百分比最低的是放线菌，为13.40%，最高的为41.66%，而且，耐高温或嗜热的细菌、真菌、放线菌，无论从有效菌株还是从有效百分比都表现出除臭能力低于其各类的中温微生物，这初步说明在常温条件下，中温微生物的除臭能力高于耐高温微生物，或者表明除臭微生物的优势菌群可能属于中温微生物。进而对初筛实验中有除臭效果的微生物进行分类编号和复筛实验。除臭微生物复筛过程采用官能检测法和臭气组分测定法两种方法相结合。官能检测法是通过嗅辨人员利用其嗅觉对被检测物质进行嗅味辨别,然后通过计算得出

31、检测结果，它包括现场官能检测法和室内液体稀释法；液体稀释法现场取鸡粪便样,在试验室内经过定量、水溶、过滤、稀释、嗅辨、数据处理等步骤,得出试验组和对照组鸡粪便恶臭程度，最后分析以确认除臭效果。臭气组分测定法主要是测定臭气中主要成分氨气和硫化氢的量：用硼酸吸收凯氏法测定氨气的量，用锌铵络盐吸收比色法测定硫化氢的量。通过上述两种复筛试验方法，我们共筛选出73株具有强除臭能力的菌株，其中细菌、丝状真菌、放线菌、酵母菌分别为32、13、8、20株。4.1.2 体外抗菌菌株的筛选根据微生态学原理,用普通培养基和选择性培养基相结合的方法,自分离的固有菌群中进行致病微生物抑制试验,以筛选拮抗菌。试验具体操作

32、参照西安交通大学医学院微生物教研室进行的体外抗菌试验。试验采用平板稀释法和杯碟法,自分离出3230个菌株中初筛拮抗菌株,得出38株对普通大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有抑制作用；复筛得出10株对猪源弱毒型大肠杆菌(E.coli,C83917)9:K103,987P:NM有抑制作用。4.2 微生物抗菌除臭菌的初步鉴定经初步鉴定本试验分离到的抗菌除臭微生物主要种属类别如下：表5 抗菌除臭微生物的种类筛选到的微生物1 细菌类1）Psedomonas fluorescent AB荧光假单胞杆菌陕西变种2）Rhodopseudomonas红假单胞菌属(光合细菌类PSB)3）Rhodospirillum红螺菌属

33、(光合细菌类PSB)4）Lactobacillus乳杆菌属(乳酸菌类LAB)5）Streptococcus链球菌属(乳酸菌类LAB)6）Acetobacter醋杆菌属2 酵母菌类7）Candida假丝酵母属8）Saccheromyces酵母属3丝状真菌类9）Rhizopus根霉属10）Mucoraceae毛霉属11）Aspergillus曲霉属4放线菌类12）Streptomyces venezuelae Var Qinglingensis委内瑞拉链霉菌秦岭变种13）streptomyces 链霉菌属本实验筛选的除臭菌株主要是光合细菌类、醋杆菌类、乳杆菌类、芽孢杆菌类、假单胞菌属、链球菌类、酵

34、母菌、丝状真菌以及放线菌类，共计12个属73个种的微生物。现就主要种属的除臭菌简介如下：(1)光合菌群光合细菌(Photo Synthetic Bacteria 简称：PSB)属细菌中的一类，有紫硫菌、绿硫菌、紫色非硫细菌和绿色非硫细菌。本实验室分离到的兼性厌氧菌主要是紫色非硫细菌，属原核生物界，光能异养型原核生物门，红色光合细菌纲，红螺菌目(Rhodospirillales)，红螺菌科(Rhodospirillaceae)，红假单胞菌属(Rhoropseudomonas)和红螺菌属（Rhodospirillum）。光合菌群(好气性和嫌气性)，如光合细菌和蓝澡类。光合菌群由自养微生物分离而来，

35、具有化害为利的特殊功能，即可将有害物质转变成为无害物质，并以植物的分泌物、有机物、有害气体（硫化氢等）及二氧化碳、氨等为基质，合成糖类、氨基酸类、维生素类、氨素化合物和生理活性物质等，是肥沃土壤和促进动植物生长的主要组成部分。光合菌群的代谢物质可以被植物直接吸收，也可以成为其它有益微生物的营养物质。因此，随着光合菌群的增殖，其它有益微生物也相应增殖。(2) 乳酸菌群乳酸菌（LAB,Lactic acid bacteria）是一类能从可发酵碳水化合物（主要指葡萄糖）产生大量乳酸的细菌的统称，目前已发现的这一类菌在细菌分类学上至少包括18个属，主要有：乳酸杆菌属（Lactobacillus）,双歧

36、杆菌属（Bifidobacterium），链球菌属（Streptococcus）等,本实验主要筛选的主要是乳酸杆菌属（Lactobacillus），链球菌属（Streptococcus）的若干个种。乳酸菌群（嫌气性）它以摄取光合细菌、酵母菌产生的糖类等物质为基础，制作乳酸。乳酸具有很强的杀菌能力，能有效抑制有害微生物的活动，以及有机物的急剧腐败分解。乳酸菌能够使常态下不易分解的木质素和纤维素等变得容易分解，并且消除未分解有机物产生的种种弊端，在有机物发酵分解上发挥突击队的重要作用，它将未腐熟的有机物质转化成对动植物有效的养份。乳酸菌的另一个重要作用，就是能够抑制连作障碍产生的致病菌增殖。一般情

37、况下，致病菌如果增加，植物就会衰弱，有害线虫也会急剧增加。乳酸菌抑制了致病菌的活动，有害线虫也逐渐消失。(3) 假单胞菌类本实验从土壤中分离到具有很强抗菌除臭能力的一株荧光假单胞杆菌陕西变种（Pseudomonas fluorescens var shanxigensis）。荧光假单胞杆菌广泛存在于土壤中，是定殖于植物根际的优势细菌种群。由于此类细菌大量存在于植物根围，又称根际细菌（Rhizobacteria）。此类细菌以其分布广泛、适应能力强、繁殖速度快、易于人工培养、对许多病原菌具有很强的拮抗作用，成为近年来报道最多、最具生防潜力和应用价值的生防菌。 (4) 酸母菌群酸母菌群（好气性）它利

38、用氨基酸、糖类及其它有机物质产生发酵力，产生出促进细胞分裂的活性化物质。酵母菌菌群中对于促进其它的有效微生物（如乳酸菌、放线菌）增殖所需要的基质（食物）的生产提供重要的给养保障。此外，酵母菌生产的单细胞蛋白是动物不可缺少的有效养份。(5)放线菌群放线菌（好气性）是细胞和霉菌的中间形态。它从光合细菌中获取氨基酸、氨素等作为基质，产生出各种抗生物质，可以直接抑制病原菌。它提前获取有害霉菌和细菌增殖所需要的基质，从而抑制它们的增殖，并创造出其它有益微生物增殖的生存环境。放线菌和光合细菌组成的混合菌群，其抑菌作用比单一放线菌成倍增加。另外，被放线菌分解的物质容易被动植物吸收，从而增强动植物对各种病害的

39、抵抗性和免疫性。本研究获得了一株新的链霉菌变种，即委内瑞拉链霉菌秦岭变种，该变种具有很强的抑菌活性。 (6)醋酸菌群醋酸杆菌（好气性）它是氨素合成中具有代表性的微生物。它从光合细菌中摄取糖类固态氮，然后一部分供给植物，另一部分再还给光合细菌，形成好气性和嫌气性细菌结构的共生态。4.3 新型微生物抗菌除臭菌系的发酵工艺研究微生物抗菌除臭菌系是一种新型复合微生物活性菌群。它由光合菌类、醋酸杆菌类、放线菌类、乳酸菌类、酵母菌类及假单胞菌类六大菌群微生物组成的一个功能群体，如何将上述好气性微生物和嫌气性微生物按一定的比例加以混合培养,形成多种多样的微生物群落，各微生物在其生长过程中产生有用物质及其分泌

40、物形成相互生长的基质和原料，通过相互共生、增殖关系形成一个组成复杂、结构稳定、功能广泛的具有多种多样细菌的微生物群落的生物菌群，是一个非常复杂的待解决的问题，其本身的生产工艺更表现出世界性的高科技水平。混合菌液体扩大化发酵工艺流程：培养基 种子发酵罐 生产发酵罐 除臭剂发酵产品原始斜面 活化斜面 摇床种子4.3.1 培养基的选择根据所用菌种和发酵目的物的特性，对碳源、氮源、无机盐、生长因子等营养物以及促进剂、缓冲剂等添加物逐个进行了单因子试验，了解这些因子对菌体生长和产物特性的影响，综合了各种因素的相互关系，进行正交试验，得出如下表6得培养基的成分及配制：表6培养基成分分离菌株培养基成分/g&

41、#183;L-1细菌常规牛肉汁固体培养基酵母菌常规麦芽汁固体培养基丝状真菌常规Martin琼脂培养基放线菌常规高氏合成一号固体培养基具有除臭功能的高效菌的基础培养基(NH4)2SO4g,KH2PO4 g,Na2HPO4g, MgSO4·7H2O gg,蛋白胨0.01g,CaCl2 0.25g,另补加所降解污染物为碳源,其量根据需要而定混合菌生长的合成培养基KH2PO4g,MgSO4g,CaCl2g,(NH4)2SO4gg,MnSO4 0.0025g,NaAc 0.2g,污水或自来水配制,其中碳、氮源量视需要而定4.3.2 种子发酵种子扩大培养应根据菌种的生理特性，选择合适的培养条件来

42、获得代谢旺盛、数量足够的种子。优良的种子可以缩短生产周期、稳定产量、提高设备利用率。我们针对所选菌种设计了自己种子制备方案和种子质量控制措施：（1）在将放线菌、酵母菌、醋杆菌接种至三角瓶，摇床培养；摇床转速180r/min，温度控制在28。（2）光合细菌的培养：将光合细菌接种至半密闭细口玻璃瓶（3L）,室温，光照（1000Lux）培养,间隙摇动。（3）乳酸菌的培养：将乳酸菌接种至密闭细口玻璃瓶中，28下静止培养。4.3.3 混合菌株的广大化培养根据微生物共生互惠这一特性，在研究单菌培养技术和所选除臭微生物互生现象的基础上，创建自己新型的微生物抗菌除臭剂菌种及发酵体系。大罐液体发酵法一般生产工艺

43、流程为：菌种接种掊养种子罐培养生产罐培养排放培养液加入适量载体除臭产品。此法适于工业化生产，便于无菌操作。将各菌株的种子发酵液按一定的比例接入混合菌生长的合成培养基中，按照一定的工业发酵流程进行发酵，发酵过程中同时进行监测发酵液中的活菌数以及除臭定性实验。4.3.4 混合菌的培养条件研究在除臭混合菌的培养过程中,为了迅速得到量大,价廉的高活性细胞，必须为之创造一个良好的生存环境，比如：适宜的湿度、pH值、氧气含量、温度和营养成分等。为探索培养基各组分及培养条件对发酵质量的影响，本研究在基础培养基中增减或更换某种因子的种类和数量，找出最佳组合。4.3.5 应用混合菌工业发酵的最佳流程的选择用生物

44、法处理环境中恶臭污染时,处理系统中高效微生物的数量与分解污染物的活力是运行中的关键问题之一。除培养条件等影响因素外,很大程度上取决于最适宜的发酵工艺流程。表7最佳发酵工艺流程的选择1)处理系统通气条件氨强度 （ppm）氨去除率（%）硫化氢强度（ppm)硫化氢去除率(%)好氧系统好氧40min间歇系统(O/A)好氧20min厌氧20min间歇系统(A/O)厌氧20min好氧20min缺氧系统厌氧40mi n对照（CK）不做任何人工处理1)细胞浓度为5mg·mL-1湿菌体,好氧为30摇床培养,缺氧为静止培养由以上试验可知：该混合菌群生长的pH和温度范围较广,pH为410,最适pH57,温

45、度为1537,最适为30.生长碳源以红糖最优,有机氮优于无机氮.利用混合菌完整细胞对鸡粪/猪粪处理效果表明,当细胞浓度达20mg·mL-1时只需通气20min就可将臭气完全去除.从通气条件看,好氧和缺氧交替进行有利于处理效果的提高。 新型微生物抗菌除臭菌系的应用试验4.4.1 对生活污水的除臭取家庭厨房洗米、洗菜、洗鱼等混合污水，将其放置几天发出恶臭后，取混合菌液不同浓度的投放量对嗅阈值的不同的污水进行除臭处理，测定不同浓度菌系菌液的投放量对污水除臭效果的影响。实验表明：当液体菌系的投放量为污水的0.1%时，除臭效果最好；并且用对不同嗅阈值生活污水除臭处理，结果是当污水的嗅阈值越高时

46、，除臭的效果越显著这被认为是污水中含有较多的营养物质，使所加菌种的活性较高，进而除臭效果较好。4.4.2 池塘、湖泊等自然水体臭污水处理试验采用在西安某公园池塘中的臭污水中投加微生物抗菌除臭菌系菌液的方法,系统评价了微生物抗菌除臭菌液对污水中三类常见污染物去除率的影响。结果表明:好氧条件下,微生物抗菌除臭菌系菌液显著提高污水CODcr去除率的适宜加入量(菌液/污水)为5/10000-1/1000,增幅达10%;微生物抗菌除臭菌系在好氧条件下能显著或极显著提高污水NH4+-N的硝化程度,当除臭剂加入量为5/1000时效果最好,增幅达37.62%;厌氧条件下,当加入量为1/10000-1/1000

47、时,能极显著增强污水的反硝化作用,NO3-N的去除率约提高14%。微生物抗菌除臭菌系加入量大于5/1000时,才能显著提高污水的除磷能力。由试验可知：微生物抗菌除臭菌系可以有效地降解污水的有机物质，降低氮、磷的含量，增加水体的透明度，改善底泥颜色并且有效去除异味。4.4.3 室内垃圾除臭实验于一间密封的房间内放一堆已高度腐烂的产生恶臭的垃圾（主要是生活垃圾），在垃圾周围设置不同的采集地点进行采样和喷药，各测定喷药前及喷药后15min恶臭中的NH3、H2S浓度。试验结果表明抗菌微生物除臭菌系对生活垃圾具有明显的除臭效果，NH3最高去除率可达82.98%，H2S的最高去除率可达78.33%。4.4

48、.4 新型微生物抗菌菌系净化畜舍空气效果的实验运用喷洒法将除臭菌系按每m3空间往地面上均匀撒放液体除臭菌系，测定氨和硫化氢的浓度。栏舍内5点采样，取平均值，重复实验5次。结果表明,本除臭剂可使鸡舍内的氨和硫化氢分别平均降解72.5%和81.8%,舍内空气氨和硫化氢分别平均降到16.8 mg·m-3和3.9 mg·m-3,可明显降低鸡舍内的臭味。研究表明,本除臭菌系是目前净化畜舍空气较好的净化剂。4.4.5 养殖厂鸡舍主要致病性微生物的监测及抗菌试验对杨凌、宝鸡、高陵等地5家养鸡场鸡舍空气主要致病性微生物的污染情况进行调查的基础上，应用新型微生物抗菌除臭菌系进行消毒，比较处理

49、前后的主要致病性微生物的变化。结果表明：处理后鸡舍空气中含致病微生物显著降低。总细菌杀灭率达86%94%，大肠杆菌杀灭率达88%99%，葡萄球菌杀灭率达87%94%，霉菌杀灭率达91%96%。一般认为鸡舍空气细菌杀灭率达80%以上为良好，我们监测消毒后鸡舍空气含3种主要致病菌的杀灭率达78%95%，证明抗菌微生物除臭菌系对鸡舍空气中致病菌有较强的杀灭作用，达到预期环境控制目的。同时试验结果还表明利用抗菌微生物除臭菌系与市售的高效广谱消毒药易克林具有同等的抗菌效果。 4.4.6 家用电冰箱抗菌除臭实验为了解家用冰箱的细菌与真菌污染情况，科研人员对56台使用中的冰箱采样112份进行检测，观察冰箱细

50、菌和真菌是否超标。将新型抗菌除臭菌系菌液稀释成不同浓度按一定的投放量对家用冰箱进行喷洒除臭处理，测定除臭菌液对冰箱臭味的去除能力及不同浓度菌液的除臭菌系对冰箱除臭效果的影响。实验表明该除臭菌系对冰箱中的臭气有很好的除臭效果。4.4.7 微生物抗菌除臭菌系对运动鞋的抑菌除臭试验为了测试微生物抗菌除臭菌系对运动鞋的抑菌除臭试验,在实验室及现场对该样品进行了抑菌试验和皮肤刺激试验。喷雾法检测微生物抗菌除臭菌系对运动鞋的抑菌效果试验;试验结果表明该微生物抗菌除臭菌系原药对金黄色葡萄球菌和白色念珠菌抑菌率分别为93%和95%，将原药稀释240倍，对金黄色球菌抑菌率为90.95%；对白色念珠菌抑率90.9

51、0%。现场试验结果表明，用原有益菌群制剂进行喷雾，对鞋内自然污染菌平均抑菌率为97.06%，皮肤刺激试验表明该样品对皮肤无刺激。该产品适用于对鞋袜的抑菌除臭。综上所述，本课题在有关部门的大力支持下，经过研究小组成员的多年努力，在经历许多挫折和失败后，经过大量的试验研究，特别是在试验初期（样品采集、微生物的分离纯化、除臭菌的筛选等方面），不断地克服困难，总结经验，努力进取，才取得了上述研究结果，希望该成果无论在理论上还是在生产实践中，能在恶臭治理方面发挥其积极作用，为我国环保事业做出一点贡献。以上报告如有不足之处，敬请各位专家、领导批评指正。陕西海浪精细化工有限公司新型微生物抗菌除臭剂的研究与开

52、发课题组2004年4月新型微生物抗菌除臭菌系的研究与应用技 术 报 告随着社会经济的飞速发展及城市化进程的不断加速,室内外环境污染问题日益突出。恶臭和环境中病菌大量孳生作为环境公害之一,直接影响人们的生活质量,甚至危害到人们的健康,已越来越受到人们的关注。日本1989年的恶臭诉讼案为11,717件，占所有公害诉讼案的15.9%，仅次于噪声而占第二位。以及近年来由于生态环境的恶化，特别是人类生存环境中的不洁净以及养殖场恶臭和大量病菌孳生等环境卫生问题，使得一些疾病蔓延加剧，甚至近年来所发现的各种流行性新病害（如SARS、禽流感）都与此有关。恶臭对人们的影响是多方面的。它不仅使大量的传播疾病的昆虫

53、、细菌滋生繁衍，而且直接通过嗅觉系统，对呼吸系统、神经系统、循环系统、内分泌系统产生强烈的刺激作用。短时间的作用，使人产生厌恶感、恶心、呕吐等症状，长时间的刺激可导致内分泌失调、心血管疾病等严重的症状。因此，各国都有相应的环保法规严格控制污染事故的发生，如我国的大气污染防治法第32条、34条对恶臭气体排放作了严格规定。日本的恶臭防止法规，也严格限制了恶臭污染事故的发生。目前,凭人的嗅觉感知的恶臭物质有4000多种,恶臭物质一般散发在大气中,有些会随废水和废渣进入水体,不仅使水发生恶臭,还会影响水生生物的生存。世界恶臭强度的分级有多种，我国多采用日本的恶臭强度分级方法，分为05，即：0无臭；1检

54、知阈值；2认知阈值；3明显检知；4强臭；5剧臭。恶臭物质的强度超过了三级，即认为大气已受到了臭气需采取防治措施加以治理。恶臭治理研究以日本、荷兰、德国等国最为先进。从最初最简单的水洗法,发展成活性炭吸附法、焚烧法、冷凝法、药液清洗法等使用时间较长的传统技术,直到近年来突起的一系列新方法如生物法、光分解法、电晕法、臭氧氧化法、等离子体分解法等。生物法是利用微生物降解恶臭物质使之无臭化、无害化的一种处理技术,国外已广泛用于恶臭源的治理。它拥有诸多不可比拟的优势:集吸附、降解于一体(活性炭床、焚化器、湿洗器均是单功能),脱臭效率高,装置简单,成本低廉,运行维护方便,故经济前景看好；恶臭物质被生物降解

55、为CO2、水、硝酸、硫酸盐、卤化物,无二次污染,污染物不会转移,且微生物的生长温度接近常温,条件温和,能耗低,故这种清洁的技术深受环保人士欢迎。由于恶臭污染会对人体产生不容忽视的危害,因而其治理技术的发展也愈发显示出其迫切性与重要性,而生物治理恶臭的技术凭借着其不可比拟的优越性也逐渐在恶臭治理领域中蓬勃地发展起来。广泛寻找自然界中现存的高效脱臭微生物菌株或采用遗传工程方法选育出更高效的代谢恶臭物质的细菌菌株,再辅以新型细胞固定化技术(如包埋法)运用到生物处理装置中,可望使恶臭的治理技术尤其是生物治理技术出现新的突破,这是本项研究的主要目标和挑战性任务。本项研究的技术思路如下 采集样品 分离微生

56、物 纯化和培养建立菌株库除臭菌的筛选 除臭菌系的菌株鉴定 除臭菌系高活性菌株的筛选 室内外除臭试验抗菌除臭菌系室内工业发酵小试及中试工艺及样品图1 本项研究所采取的技术路线框图1 样品的采集、菌种分离和无臭化菌株的筛选研究优良的微生物菌种是发酵工业的基础和关键，要使发酵工业产品的种类、产量和质量有较大的改善，首先必须选育性能优良的生产菌种。理想的工业发酵菌种应符合以下要求：（1）遗传性状稳定；（2）生长速度快，不易被噬菌体等异种微生物污染；（3）目标产物尽可能接近理论转化率；（4）目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离；（5）尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量及利于产物分离；（6）培养物成分简单、来源广、价格低廉、（7）对温度、pH、离子强度等环境因素不敏感；（8）对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。菌株选育包括根据菌种