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在处理制药等废水时，高碱、高盐和四环素会限制细菌脱氮效率。研究人员分离出施氏假单胞菌 RAS-L11，发现其在三重胁迫下氮去除性能良好，明确了相关代谢途径和抗性机制，为制药废水脱氮提供参考。
在当今的环境问题中，氮污染可谓是 “臭名昭著”。它就像一个潜入生态系统的 “破坏者”，悄无声息地引发水体富营养化。这一问题犹如多米诺骨牌，对水生系统产生一系列连锁反应，严重破坏生态平衡，让原本清澈的水域变得浑浊不堪，水中生物的生存也受到极大威胁。
传统的废水处理技术，就像一个 “麻烦的拼图”，需要分别构建有氧区和厌氧区，为自养硝化细菌和厌氧反硝化细菌提供适宜环境，不仅操作繁琐，成本还很高。而有氧反硝化技术凭借高效、低成本的优势，仿佛是解决这一难题的 “希望之光”，在废水处理领域展现出巨大的应用潜力。
然而，现实却给这一技术泼了冷水。在处理像制药、水产养殖这类废水时，抗生素、高盐度和高碱度就像 “三座大山”，横亘在细菌脱氮的道路上。抗生素能抑制细菌生长和细胞酶活性，高盐度会让细菌细胞膜严重失水，抑制微生物活性和细胞代谢，高碱度则会影响细菌生长，进而降低脱氮效率。尽管此前有研究关注过细菌对单一或部分不利因素的抗性，但能同时耐受抗生素、高盐度和高碱度三重胁迫的有氧反硝化细菌却鲜为人知。
为了攻克这一难题，来自国内的研究人员挺身而出。他们从石家庄某制药废水处理厂的活性污泥中分离出施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）RAS-L11 菌株，并对其展开深入研究。这项研究成果发表在《Bioresource Technology》上，为废水处理领域带来了新的曙光。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：从制药废水处理厂获取活性污泥样本，通过在不同培养基中多次富集培养，分离出目标菌株 RAS-L11。之后，利用电子显微镜观察菌株形态，借助单因素实验确定其最佳反应条件，并通过氮平衡实验、基因分析等手段探究氮代谢途径和抗性机制 。
菌株的分离与形态特征
研究人员从制药废水处理厂的活性污泥中成功分离出 RAS-L11 菌株。在固体 DM1 培养基上培养时，其菌落呈现出独特的外观，表面光滑、隆起，呈奶油色圆形，直径在 1.0 到 1.5 毫米之间。通过电子显微镜观察发现，该菌株的细胞呈长杆状。
最佳反应条件的确定
研究人员通过单因素实验，对影响 RAS-L11 菌株脱氮的多个因素进行探究。结果表明，当碳氮比（C/N）大于 6，以醋酸钠为碳源，pH 值在 7.0 - 11.0 之间时，该菌株处于适宜的反应条件。在这样的条件下，菌株能够更好地发挥脱氮作用，为后续在复杂环境中的应用奠定了基础。
双重和三重胁迫下的脱氮性能
研究人员进一步考察了 RAS-L11 菌株在高碱度、高盐度和四环素三重胁迫下的脱氮能力。实验结果令人惊喜，该菌株在不同培养基（硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、硝酸盐和氨氮、亚硝酸盐和氨氮）中的总溶解氮平均去除率分别达到 92.35%、66.85%、71.33%、89.42% 和 68.76%。即使在双重胁迫下，它也表现出良好的脱氮性能。这说明 RAS-L11 菌株具有强大的适应能力，能够在恶劣的环境中高效去除氮素。
氮代谢途径与抗性机制
研究人员对 RAS-L11 菌株的氮代谢途径和对高碱度、高盐度、四环素的抗性机制进行了深入研究。氮平衡结果显示，生物质氮在总氮中所占比例较小，仅为 4.48% - 20.79% 。这表明该菌株在脱氮过程中，并非主要通过将氮转化为自身生物质来实现脱氮。此外，研究还证实了该菌株的氮代谢途径，包括有氧反硝化、硝酸盐同化和异化、氨同化等。同时，研究人员还确定了与四环素、盐度和碱度耐受性相关的基因，这些基因就像菌株应对胁迫的 “秘密武器”，使它能够在恶劣环境中生存并发挥脱氮作用。
实际废水处理中的应用效果
研究人员还将 RAS-L11 菌株应用于实际制药废水处理系统中进行测试。结果显示，在灭菌和实际系统中，该菌株对 NO3?-N 的去除率达到 42.67 - 70.72%，对 NH4+-N 的去除率为 83.72 - 88.53%。这一结果充分表明，RAS-L11 菌株在实际制药废水处理中具有显著的应用价值，有望成为解决制药废水氮污染问题的有效手段。
综合以上研究，施氏假单胞菌 RAS-L11 菌株展现出高效的有氧反硝化能力，在高碱度、高盐度和四环素三重胁迫下仍能有效去除氮素。其氮代谢途径和抗性机制的明确，为深入理解微生物在复杂环境中的脱氮过程提供了理论依据。这一研究成果对于制药废水处理具有重要的实践意义，为开发新型、高效的废水处理技术提供了新的方向和思路。未来，基于 RAS-L11 菌株的研究有望进一步拓展，应用于更多类型的废水处理，为解决全球范围内的氮污染问题贡献力量。
