1、新型微生物抗菌除臭菌系的研究與應用目 錄1、新型微生物抗菌除臭菌系的研究與應用工作報告12、新型微生物抗菌除臭菌系的研究與應用技術報告293、新型微生物抗菌除臭菌系的研究與查新報告86陜西海浪精細化工有限公司新型微生物抗菌除臭菌系的研究與應用課題組新型微生物抗菌除臭菌系的研究與應用工 作 報 告1. 環境中惡臭的污染和危害隨著社會經濟的飛速發展及城市化進程的不斷加速，室內外環境污染問題日益突出。惡臭是指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快和損壞生物環境的物質。惡臭作為7種典型公害之一(大氣污染、水質污染、惡臭、土壤污染、噪聲、振動、土地下沉)，其物質種類繁多,影響范圍大,并且嚴重危害人體健康,它對人

2、體的毒害是多方面的: (1)危害神經系統。長期受到一種或幾種低濃度的惡臭物質刺激,首先使嗅覺脫失,繼而導致大腦皮層興奮與抑制過程的調節功能失調。有的惡臭物質,如硫化氫不僅有異臭作用,同時也對神經系統產生毒作用;(2)危害呼吸系統。當人們嗅到臭氣時,會反射性地抑制吸氣,妨礙正常呼吸功能;(3)危害循環系統。如氨等刺激性臭氣,會使血壓出現先下降后上升,脈搏先減慢后加快的變化。硫化氫還能阻礙氧的輸送,而造成體內缺氧;(4)危害消化系統。經常接觸惡臭物質,使人食欲不振與惡心,進而發展成為消化功能減退;(5)惡臭會使內分泌系統的分泌功能紊亂,而影響機體的代謝活動。此外氨和醛類對眼睛有刺激作用,常引起流淚

3、、疼痛、結膜炎、角膜浮腫；（6）臭味還會阻礙人際關系的良好發展,影響個人、家庭或某一場所的外在形象。長期受到惡臭的持續作用會使人煩躁、憂郁、失眠、注意力不集中、記憶減退,從而使學習和工作效率降低。由于臭味對人體感觀和健康的影響，引起世界各國的普遍重視，有關除臭技術的研究已成為環境治理工程中的一個重要的環節。 20世紀60年代，在日本以魚骨場、皮革廠為代表的惡臭污染投訴不斷增加，促使人們開始對惡臭污染進行研究。1966年，日本宮城公害防止條例最早規定了以食鹽水平衡法為基礎的惡臭濃度標準。1971年頒布實施了惡臭防止法。如今，在日本惡臭和大氣污染、水質污染、土壤污染、噪音、震動、地盤下沉，被列為7

4、項典型環境公害，并制定了臭氣濃度及22種單一惡臭物質的排放標準。其主要測定及評價方法包括食鹽水平衡法、檢知管法、六階段臭氣強度法、三點比較式臭袋法和九階段快不快法等。美國于1971年頌布了清潔空氣法，同時各州也規定了相應的法律和標準。惡臭的測定方法主要采用scentometerf法和astm注射器法。德國在聯邦侵害防止法及有關空氣質量的控制的技術指針中，對有關惡臭污染作出了規定，但沒有給出具體標準及測定評價方法。1986年開始采用臭氣頻度（1年時間內臭氣存在的時間數）作為惡臭評價的參數，1993年在環境大氣中有關臭氣的指令中規定了臭氣頻度、臭氣時間的測定及計算方法，并針對不同地區規定了界限值。

5、我國對惡臭污染的研究起步比較晚，參考日本的經驗，于1993年制定了惡臭污染物排放標準，包括臭氣濃度及三甲胺、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯8種單一惡臭物質的廠界標準及排放標準；同時，對其測定方法也作出了具體規定。下面就就有關惡臭來源及治理方面一簡單介紹。1.1 惡臭來源及成分惡臭物質是指能引起嗅覺器官多種多樣臭感的物質。目前，憑人的嗅覺感知的惡臭物質有4000多種，人類活動導致惡臭產生的環境較多，按產生源可以分為生活源和工業源。生活源是指日常生活中產生的惡臭，如家用衛生間、公廁、污水處理廠、垃圾轉運站以及受污染的湖泊、水溝等地方會擴散出惡臭氣體，污染周邊環境，給家庭生活或周

6、圍居民帶來很大的不便；工業源是指工業生產中產生的惡臭，如養殖廠、涂料廠、制藥廠、食品加工廠、化工廠等。 惡臭氣體從其組成可分為五類。一是含硫化合物,如硫化氫、硫醇類、硫醚類等;二是含氮的化合物,如氨、胺類、酰胺、吲哚類等;三是鹵素及其衍生物,如氯氣、鹵代烴等;四是烴類,如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等;五是含氧的有機物,如酚、醇、醛、酮、有機酸等。從以上分類中可以看出,這些惡臭物質,除硫化氫和氨外大都為有機物。這些有機物能散發到大氣中主要是因為其沸點低揮發性強,為此我們又稱其為揮發性有機化合物,簡稱voc(volatile organic compounds)。 迄今為止還沒有找到一個統一的單位來

7、判別惡臭味道的不同，但是人們的嗅覺器官則可以區別上千種不同的味道，從而填補了臭味無法用某個度量單位監測的不足。但這并不是說人的嗅覺最敏感。根據試驗，某些動物的嗅覺比人更敏感，其中狗是嗅覺敏感的佼佼者，它的嗅覺比人敏感100萬倍。許多人類聞不到的味道，狗可以清晰鑒別。臭味的最低嗅覺濃度為嗅閾值。嗅閾值是由經過特殊訓練的人員，最好是不吸煙的女青年，在專門配制的空氣中，憑借參加人員的嗅覺來判定的。由于每個人的感覺不一樣，所以判定時必須有6人以上參加，取其平均值為嗅閾值。水中的臭味物質的嗅閾值用mg/l表示。空氣中的臭味物質的嗅閾值用mg/m3或mlm3表示。表1和表2分別給出了部分惡臭物質的嗅閾值及

8、其理化性質。表1幾種惡臭物質的嗅閾名稱硫化氫甲硫醇二甲硫醚甲醛三甲胺酚嗅閾值(ppm)0.000410.00010.0030.410.00020.047臭氣特征臭雞蛋味腌羅卜味爛卷心菜臭刺激臭刺激臭藥品臭表2惡臭物質的理化性質名稱分子量沸點名稱分子量沸點硫化氫34.08-60.7甲硫醇48.136.20甲硫醚62.1337.3二甲基二硫醚94.20109.7甲苯92.14110.8甲胺31.06-6.32乙二胺60.10117.0乙醇46.0778.321.2 惡臭污染的防治目標惡臭污染的防治目標之一要達到gb14554-93規定的惡臭物質排放標準,最終目的是要消除惡臭,創造一個無臭的工作、生

9、活環境。惡臭給人的感覺量(即惡臭強度)是與惡臭物質對人嗅覺的刺激量的對數成正比,即符合weber-fecher定律：i=klogc式中i人對嗅覺的感覺量;k常數;c惡臭物濃度.上式說明,即使把惡臭物質去除90%,人的嗅覺所感覺到臭氣濃度卻只減少一半。這就決定了防治惡臭比防治其它大氣污染物更困難。要消除惡臭,比達到排放標準還要嚴格幾十倍至上千倍,因此必須加強對惡臭污染的治理和研發。1.3 惡臭物質的各種治理方法及優缺點惡臭的脫除有別于一般大氣污染的治理,這是由惡臭的特性決定的。(1)惡臭的污染源分布廣泛;(2)惡臭物質的濃度一般較低,甚至低達109mol/l,且處理后要求其濃度更低;(3)臭氣一

10、般是多組分混和物,產生惡臭的物質多達1萬種以上,氣味強度與實際的分子濃度不一定成線性關系。目前，對于臭味的去除方法主要有：(1)化學除臭法(氧化法,吸收法,吸附法)包括燃燒法(熱力燃燒,催化燃燒)；(2)物理除臭法，如掩避法,稀釋擴散法等；(3)生物除臭法，主要是利用微生物除臭，通過微生物的生理代謝將具有臭味的物質加以轉化。表3種所述處理方法各有其優缺點。對于大流量、低濃度的揮發性有機廢氣和惡臭氣體，使用物理和化學法處理存在投資大、操作復雜、運行成本高的問題。生物除臭方法因其具有適用范圍廣、處理效率高、無二次污染、所需設備簡單、便于操作、運行成本低、環境負荷低和維護管理簡單方便的特點，可廣泛應

11、用于污水處理廠、垃圾處理場、公園中的湖泊和水溝、畜牧養殖場、食品廠、餐飲店以及辦公樓、別墅區、公廁以及家庭衛生間、冰箱及運動鞋等不同場所。隨著經濟的發展,人們對環境質量要求的提高,這種利用自然界微生物進行環境保護的生物技術將有廣闊的發展前景。表3 除臭方法的適用范圍除臭方法使用范圍備注物理法掩避法,惡臭強度在2.5級左右無組織排放源稀釋擴散法中、低惡臭強敵有組織排放源需建煙囪燃燒法熱力燃燒,高濃度惡臭物質有組織排放的工業源燃料消耗多催化燃燒高濃度惡臭物質有組織排放的工業源需催化劑化學氧化法臭氧氧化法中、低濃度惡臭物質有組織排放源處理費用高催化氧化法中、低濃度惡臭物質有組織排放源需催化劑其它氧化

12、法中、低濃度惡臭物質有組織排放源需耗氧化劑吸收法木吸收法水溶性惡臭物質有組織排放的工業源產生二次污染酸吸收法酸性惡臭物質有組織排放的工業源需處理吸收液堿吸收法堿性惡臭物質有組織排放源需處理吸收液消化污泥吸收法中、低惡臭物質有組織排放源吸附法中、低惡臭物質有組織排放源吸附劑需再生生物分解法土壤法高、中、低惡臭物質有組織排放源堆肥法聯合法成分復雜的臭氣有組織排放源2 微生物除臭技術微生物除臭是20世紀50年代開發的一種脫臭技術。微生物除臭技術是利用能夠轉化或者降解惡臭物質的特殊微生物的高效吸附、吸收和降解作用對生活污水和生活垃圾等散發的含硫、含氮等惡臭氣體進行凈化，將硫化氫、硫醇和氨氣等惡臭成分轉

13、化為無害無臭的物質，達到改善空氣質量、保護人民身體健康的目標。2.1 生物除臭的發展狀況最早利用微生物處理惡臭的報道是1957年r.d.pancray的“利用土壤微生物處理h2s廢氣”的美國專利。70年代后，各國開始在這一領域開展廣泛研究，其中日本、德國取得的成就最為顯著，主要研究內容包括脫臭的基本原理和方法、裝置設備及操作工藝條件、能降解臭氣的微生物種群和其在填料表面形成生物膜的條件、生物吸收劑的成份等。80年代以來，國外已有部分微生物除臭的產品和設備開始運用于治金、石油、化工、屠宰、污水處理等實際中，并取得明顯效果。有效微生物種群是由日本琉球大學比嘉照夫教授研制開發的新型復合微生物菌劑。它

14、對環境除臭具有較明顯的效果，這可能與有效微生物種群中含有光合細菌群有關。光合細菌作為有益菌群，一方面抑制了腐敗細菌的生長，改善有機物的分解途徑，減少nh3和h2s的釋放量和胺類物質的產生；另一方面它又可利用h2s作氫受體，消耗h2s，從而減輕環境中的惡臭，減少蚊蠅孳生。2.2 微生物法除臭的原理惡臭物質的活性基團一旦氧化,氣味就消失。一般認為微生物處理臭氣的基本原理是利用微生物把溶解水中的惡臭物質吸收于微生物自身體內,通過微生物的代謝活動使其降解的一種過程。基本上分為三個過程:惡臭氣體的溶解過程,即由氣相轉變為液相的傳質過程;溶于水中的臭氣通過微生物的細胞壁和細胞膜被微生物吸收,不溶于水的臭氣

15、先附著在微生物體外,由微生物分泌的細胞外酶分解為可溶性物質,再滲入細胞;臭氣進入細胞后,在體內作為營養物質為微生物所分解、利用、使臭氣得以去除。惡臭物質的生物降解是該過程的限速階段,可見微生物處于生物脫臭的核心地位。微生物消化吸收惡臭物質后產生的代謝物再作為其他微生物的養料，繼續吸收消化，如此循環使惡臭物質逐步降解。真菌生長速度快，形成的菌絲網可有效增大與氣體的接觸面積，適用于難溶性臭氣。從微生物除臭的原理可知,微生物除臭是多種微生物共同作用的結果。多種微生物共同作用更有利于吸收、分解產生的so2、h2s、ch4等具惡臭味的有害氣體。同時,這些微生物又可以產生無機酸,形成不利于腐敗微生物生活的

16、酸性環境,并從根本上降解分解時產生惡臭氣體的物質。（1）脫氮除臭生物除氮法的應用較廣,處理底物的范圍大,產物為氮氣,無二次污染。包含硝化反應:2nh4+3o2=2no2-+2h2o+4+,2no2+o2=2no3;脫氮反應:2no3+10+10e=2+4h2o+2oh 。硝化細菌可以進行上述生物反應。日本福岡縣一機構利用土壤、發酵雞糞、活性污泥中培養出的微生物,使雞舍排出的惡臭氣只需停留3.5s便可使氨減少到15mgl-1的低濃度。（2）脫硫除臭光合細菌的脫硫反應為：2h2s+co2+hv=2s+h2o+ch20，h2s+2co2+2h2o+hv= h2so4+2ch20；好氣微生物的脫硫反應

17、為：2h2s +o2=2h2o+2s，2s+3o2+2h2o=2h2s+o4。發現h2s首先被轉化為單質硫,再轉化為硫酸且硫酸為主要產物。硫氧化分中性、酸性和嗜酸性。氧化亞鐵硫桿菌等化能自養菌是脫除無機硫的主力,但自然界中去除有機硫的菌株極少,多為經變異處理的異養菌,厭養脫硫菌的研究更少。國外從不同生境中分離高效脫硫菌,如日本的研究者從活性污泥中分離出分解甲基醚的氧化硫細菌(thiobacillus thioparus)。測定這種菌對甲基醚的分解是把這種菌吸附在泡沫塑料上,采用填料塔方式的脫臭裝置,空塔線速度為0.10ms-1,其對硫化氫、甲基硫醇、甲基硫醚有很好的去除效果。在缺氧條件下,氮與

18、硫的聯合去除的反應如下：2h2s+2no3=so4+s+n2+ 2h2o，兩者因為中和作用吸收會更快。2.3 微生物在除臭方面的應用進展2.3.1 在污水處理中的應用 有益微生物菌群是由好氧性微生物和厭氧性微生物經復合培養而成的，其中主要的微生物種類有：乳酸菌類、酵母菌類、光合細菌類、發酵用的絲狀菌類、革蘭氏陽性放線菌類，具有凈化環境、除臭的功效。有益微生物菌群處理廢水機理是：em菌群中既有分解性細菌，又有合成性細菌，即有好氧菌，又有厭氧菌和兼性菌。作為多種細菌共存的一種生物體，激活后的有益微生物菌群通過馴化在污水中迅速生長繁殖，能快速分解污水中的有機物，同時依靠相互間共生增殖及協同作用，代謝

19、出抗氧化物質，形成穩定而復雜的生態系統，抑制有害微生物的生長繁殖，抑制含硫、氮等惡臭物質產生的臭味，激活水中具有凈化水功能的原生動物、微生物及水生植物，通過這些生物的綜合效應從而達到凈化水的目的。綜合目前研究和應用成果，有益微生物菌群在污水處理中，具有降解有機物，減少污染產量、分解營養鹽類物質并具有除臭功效。在污水處理方面具有代表性的是日本沖繩縣具志川市圖書館采用有益微生物菌群凈化樓層生活污水，可顯著降低bod，大腸菌數并具有除臭功能，達到飲用水的標準。2.3.2 在糞便處理中的應用隨著我國經濟的飛速發展,養殖業迅速發展壯大，由于沒有合適的處理技術方法利用，大量的畜禽糞便得不到利用，既浪費了資

20、源用又污染了環境，養殖場周圍大多是臭氣熏天，蚊蠅滋生，且引發各種疾病流行。畜禽糞便的除臭分兩種途徑：第一類是以添加劑的形式加到飼料中，以增加飼料蛋白的消化吸收以及減少臭氣排放。在投入有用菌后,腸道內有用菌占優勢的腸內細菌叢，將脂肪、碳水合物、蛋白質發酵、分解、合成各種營養成分的能力顯著增強，腸道內腐敗物質的產生量極顯著減少，排出的糞便無臭味。飼喂的豬舍和牛舍滅蠅效果分別達30%36%和65.6%，硫化氫的清除效果分別為50%和62.6%，氨氣的去除效果也較好。第二類是以控制畜禽排泄后糞便臭味為主要目的而采取的一些措施，在日本、美國等國家以有益微生物稀釋液噴灑或給畜禽飲用的大型畜禽養殖場中，困擾

21、了多年的惡臭逐漸消失了，蒼蠅密度大大下降,畜禽變得溫順、安靜，產蛋、產肉率明顯增加。2.3.3在生活垃圾處理中的應用每個家庭每天都會有或多或少的生活垃圾，這些垃圾如不及時處理便會在環境中產生惡臭，誘發蠅蚊繁殖，引起環境惡化和疾病發生，影響人們的身體健康。控制垃圾惡臭有兩種途徑：(1)在沒有腐化的垃圾中加入有益菌與纖維素分解菌、木質素分解菌等組成高效微生物接種劑,進行堆肥,使之轉化成肥料重新利用。(2)在已腐化有惡臭的垃圾中加入微生物菌群,控制惡臭。3 微生物抗菌除臭的意義和存在的問題 近年來惡臭污染會對人體產生不容忽視的危害以及各國對惡臭造成的環境污染的關注,對惡臭的處理研究也日益活躍。雖然微

22、生物脫臭法的歷史尚短、部分工作還停留在實驗階段，但由于其具有傳統方法不可比擬的優勢性和安全性，發展潛力和應用前景相當廣闊。微生物抗菌除臭技術及微生物抗菌除臭劑在研究與應用中的意義及優勢如下：（1）純綠色環保性質。由于微生物除臭技術是利用能夠轉化或者降解惡臭物質的特殊微生物的高效吸附、吸收和降解作用對惡臭氣體進行凈化，化惡臭為無臭。不含任何化學藥品，也不含轉基因產品成份，不會造成二次污染，代表著生物環保產業發展的未來方向。 （2）處理功效高。運用微生物除臭技術大大增強了其處理污染的功效，與一般化學方法和生物方法相比較，微生物除臭技術對有機物的降解速度是傳統方法的100倍。污染物在投放微生物除臭劑

23、，可迅速祛除臭味，凈化水質，降低cod、bod5、氨、氮等指標。 （3）適應性更廣。微生物除臭技術特別是混菌微生物除臭劑降低微生物生存條件要求，增強適應性，減少過濾，適應多種溫度和ph值范圍，在低氧環境中也能有效發揮作用。 （4）更有針對性。微生物除臭技術可廣泛適用于不同領域、不同用途和不同的污染環境；并可根據具體治理對象的具體情況，專門研發出針對性的、最具效力的配方。 （5）治理成本最低。微生物除臭技術品具有標本兼治的特點，不用征地建廠或購買龐大設備，綜合治理成本和動態投資成本最低，而治理效果顯著。（6）化害為益。以前認為不能回收利用污染物，城市污水廠的污泥經微生物除臭制成肥料，如氨和硫酸化

24、合成硫酸銨肥料，其中各種元素可被植物吸收；提高了污泥中有機碳的利用率；而且脫臭微生物大多是土壤中的有益菌群。 （7）微生物除臭劑與傳統化學產品比較。每種化學產品都是針對性強的產品，當遇有復雜的其他化學基質時，便會失效；使用化學產品之后，在水體中總有化學殘留物，它可能帶來副作用或新的污染；使用化學產品可掩蓋臭味，卻不能改變臭味的生成或阻止其散發。微生物除臭技術是利用自然分解和在分解過程中的積極生化作用，不會產生上述問題。（8）微生物除臭劑與傳統生物凈化劑相比。微生物除臭技術可以極大祛除臭味，使液體狀污物、有機物質迅速新陳代謝，減小固體物質體積，快速凈化被污染物質。微生物脫臭法具有傳統方法所不可比

25、擬的優越性,如處理效率高、無二次污染、所需的設備簡單、易操作、費用低廉、管理維護方便等,其發展潛力和應用前景是相當廣泛的。但是由于受研究和發展時間的限制,微生物脫臭尚有許多亟待解決的問題,主要有:適合于特定惡臭有機物降解的微生物菌種篩選和馴化的方法;惡臭氣體的去除率與工藝參數之間的關系還需要定量化;裝置與設備的設計制造和施工還需規模化;對高濃度的惡臭廢氣、復雜的混合氣體處理還有待研究;混菌發酵工藝有待優化。4 本項目的研究內容本項目是圍繞上述主題開展了新型微生物抗菌除臭菌系的研究與應用的研究，課題下達單位為陜西海浪精細化工有限公司，承擔單位為陜西西安海浪生物研究所、西北農林科技大學和其它相關單

26、位。通過課題組科研人員大量試驗、技術創新、有效的管理和夜以繼日的辛勤勞動，圓滿地完成了課題規定的任務，取得了如下主要技術成果：4.1 抗菌除臭菌株的分離篩選研究自然界中微生物資源極其豐富，土壤、水、大氣、動植物及其腐敗殘骸都是微生物的主要棲居和生長繁殖場所，在這些場所可以尋找有益微生物。隨著微生物學研究工作的不斷深入，新的微生物菌種資源開發和利用的前景十分廣闊。分離微生物新種的具體過程大體可分為采樣、樣品處理、富集培養、分離培養 、純化、性能測定和菌種鑒定等步驟。4.1.1 抗菌除臭菌的采集和分離本研究從采自秦嶺山區不同地區、不同海拔、不同植被的156個土樣中分離出了3230株微生物。共采用3

27、種方法進行分離：（1）劃線分離法，即用接種針挑取微生物樣品在固體培養基表面劃線，適當條件下培養，獲得單菌落；（2）涂布分離法，涂布棒蘸取培養液，或先將少量培養液滴在固體培養基表面，再用涂布棒再固體培養基表面涂布均勻；（3）稀釋分離法，獲得純種的幾率較大，該法是將降至60左右的固體培養基與一定量的菌懸液混勻后，再澆注成平板以獲得單菌落。在采集的樣品中，待分離的具有除臭能力的菌株在數量上并占優勢，為提高分離效率，課題組成員以投其所好和取其所抗的原則采用在培養基中投放和添加特殊的養分或抗菌物質對所需菌種進行增殖培養或富集培養，使所需菌種的數量相對增加，使天然樣品中的劣勢菌轉變為人工環境中的優勢菌，如

28、:將樣品按30的接種量加入新鮮豬糞中，反復富集至豬糞無臭化。以無臭豬糞為起始菌種添加到模擬有機垃圾中進行馴化培養。通過以上方法，本實驗從采集的樣品中共分離到3230株微生物，進而進行除臭菌的篩選。4.1.2 除臭菌的篩選所有的微生物育種工作都離不開菌種篩選,篩選是最為艱難的也是最為重要的步驟。為了提高篩選效率，本實驗將篩選工作分為初篩和復篩兩步進行。對于初篩，要力求快速、簡便；對于復篩，應該做到精確，測得的數據要能夠反映將來的生產水平。根據所需菌株的特性，本實驗自制了簡單的初篩培養基：殘菜400g，魚頭、內臟、肉渣100g，水800ml，煮沸30min，過濾，調濾液ph7.0，瓊脂2%。按10

29、%接種量接入所試菌株，分別在5d、10d、15d后用感官法初步判定微生物的除臭效果。初篩工作連續進行幾輪。初篩出具有除臭能力的中溫和耐高溫微生物及其除臭效果結果如表4：表4 中溫和耐高溫微生物除臭效果分離到微生物種類中溫微生物耐高溫微生物菌株數量有效菌株數量分離效率菌株數量有效菌株數量分離效率細菌2708029.62%30930.00%絲狀真菌1505436.00%15320.00%放線菌971313.40%800酵母菌1205041.66%5120.00%總計6371975813從表4中可見，分離的微生物中除臭能力各異，有效百分比最低的是放線菌，為13.40%，最高的為41.66%，而且，耐

30、高溫或嗜熱的細菌、真菌、放線菌，無論從有效菌株還是從有效百分比都表現出除臭能力低于其各類的中溫微生物，這初步說明在常溫條件下，中溫微生物的除臭能力高于耐高溫微生物，或者表明除臭微生物的優勢菌群可能屬于中溫微生物。進而對初篩實驗中有除臭效果的微生物進行分類編號和復篩實驗。除臭微生物復篩過程采用官能檢測法和臭氣組分測定法兩種方法相結合。官能檢測法是通過嗅辨人員利用其嗅覺對被檢測物質進行嗅味辨別,然后通過計算得出檢測結果，它包括現場官能檢測法和室內液體稀釋法；液體稀釋法現場取雞糞便樣,在試驗室內經過定量、水溶、過濾、稀釋、嗅辨、數據處理等步驟,得出試驗組和對照組雞糞便惡臭程度，最后分析以確認除臭效果

31、。臭氣組分測定法主要是測定臭氣中主要成分氨氣和硫化氫的量：用硼酸吸收凱氏法測定氨氣的量，用鋅銨絡鹽吸收比色法測定硫化氫的量。通過上述兩種復篩試驗方法，我們共篩選出73株具有強除臭能力的菌株，其中細菌、絲狀真菌、放線菌、酵母菌分別為32、13、8、20株。4.1.2 體外抗菌菌株的篩選根據微生態學原理,用普通培養基和選擇性培養基相結合的方法,自分離的固有菌群中進行致病微生物抑制試驗,以篩選拮抗菌。試驗具體操作參照西安交通大學醫學院微生物教研室進行的體外抗菌試驗。試驗采用平板稀釋法和杯碟法,自分離出3230個菌株中初篩拮抗菌株,得出38株對普通大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有抑制作用；復篩得出10株對豬

32、源弱毒型大腸桿菌(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鑒定經初步鑒定本試驗分離到的抗菌除臭微生物主要種屬類別如下：表5 抗菌除臭微生物的種類篩選到的微生物1 細菌類1）psedomonas fluorescent ab745-6 var.shanxigensis熒光假單胞桿菌陜西變種2）rhodopseudomonas紅假單胞菌屬(光合細菌類psb)3）rhodospirillum紅螺菌屬(光合細菌類psb)4）lactobacillus乳桿菌屬(乳酸菌類lab)5）streptococcus鏈球菌屬(乳酸菌類lab)6）aceto

33、bacter醋桿菌屬2 酵母菌類7）candida假絲酵母屬8）saccheromyces酵母屬3絲狀真菌類9）rhizopus根霉屬10）mucoraceae毛霉屬11）aspergillus曲霉屬4放線菌類12）streptomyces venezuelae var qinglingensis委內瑞拉鏈霉菌秦嶺變種13）streptomyces 鏈霉菌屬本實驗篩選的除臭菌株主要是光合細菌類、醋桿菌類、乳桿菌類、芽孢桿菌類、假單胞菌屬、鏈球菌類、酵母菌、絲狀真菌以及放線菌類，共計12個屬73個種的微生物。現就主要種屬的除臭菌簡介如下：(1)光合菌群光合細菌(photo synthetic b

34、acteria 簡稱：psb)屬細菌中的一類，有紫硫菌、綠硫菌、紫色非硫細菌和綠色非硫細菌。本實驗室分離到的兼性厭氧菌主要是紫色非硫細菌，屬原核生物界，光能異養型原核生物門，紅色光合細菌綱，紅螺菌目(rhodospirillales)，紅螺菌科(rhodospirillaceae)，紅假單胞菌屬(rhoropseudomonas)和紅螺菌屬（rhodospirillum）。光合菌群(好氣性和嫌氣性)，如光合細菌和藍澡類。光合菌群由自養微生物分離而來，具有化害為利的特殊功能，即可將有害物質轉變成為無害物質，并以植物的分泌物、有機物、有害氣體（硫化氫等）及二氧化碳、氨等為基質，合成糖類、氨基酸類、

35、維生素類、氨素化合物和生理活性物質等，是肥沃土壤和促進動植物生長的主要組成部分。光合菌群的代謝物質可以被植物直接吸收，也可以成為其它有益微生物的營養物質。因此，隨著光合菌群的增殖，其它有益微生物也相應增殖。(2) 乳酸菌群乳酸菌（lab,lactic acid bacteria）是一類能從可發酵碳水化合物（主要指葡萄糖）產生大量乳酸的細菌的統稱，目前已發現的這一類菌在細菌分類學上至少包括18個屬，主要有：乳酸桿菌屬（lactobacillus）,雙歧桿菌屬（bifidobacterium），鏈球菌屬（streptococcus）等,本實驗主要篩選的主要是乳酸桿菌屬（lactobacillus）

36、，鏈球菌屬（streptococcus）的若干個種。乳酸菌群（嫌氣性）它以攝取光合細菌、酵母菌產生的糖類等物質為基礎，制作乳酸。乳酸具有很強的殺菌能力，能有效抑制有害微生物的活動，以及有機物的急劇腐敗分解。乳酸菌能夠使常態下不易分解的木質素和纖維素等變得容易分解，并且消除未分解有機物產生的種種弊端，在有機物發酵分解上發揮突擊隊的重要作用，它將未腐熟的有機物質轉化成對動植物有效的養份。乳酸菌的另一個重要作用，就是能夠抑制連作障礙產生的致病菌增殖。一般情況下，致病菌如果增加，植物就會衰弱，有害線蟲也會急劇增加。乳酸菌抑制了致病菌的活動，有害線蟲也逐漸消失。(3) 假單胞菌類本實驗從土壤中分離到具有

37、很強抗菌除臭能力的一株熒光假單胞桿菌陜西變種（pseudomonas fluorescens var shanxigensis）。熒光假單胞桿菌廣泛存在于土壤中，是定殖于植物根際的優勢細菌種群。由于此類細菌大量存在于植物根圍，又稱根際細菌（rhizobacteria）。此類細菌以其分布廣泛、適應能力強、繁殖速度快、易于人工培養、對許多病原菌具有很強的拮抗作用，成為近年來報道最多、最具生防潛力和應用價值的生防菌。 (4) 酸母菌群酸母菌群（好氣性）它利用氨基酸、糖類及其它有機物質產生發酵力，產生出促進細胞分裂的活性化物質。酵母菌菌群中對于促進其它的有效微生物（如乳酸菌、放線菌）增殖所需要的基質（

38、食物）的生產提供重要的給養保障。此外，酵母菌生產的單細胞蛋白是動物不可缺少的有效養份。(5)放線菌群放線菌（好氣性）是細胞和霉菌的中間形態。它從光合細菌中獲取氨基酸、氨素等作為基質，產生出各種抗生物質，可以直接抑制病原菌。它提前獲取有害霉菌和細菌增殖所需要的基質，從而抑制它們的增殖，并創造出其它有益微生物增殖的生存環境。放線菌和光合細菌組成的混合菌群，其抑菌作用比單一放線菌成倍增加。另外，被放線菌分解的物質容易被動植物吸收，從而增強動植物對各種病害的抵抗性和免疫性。本研究獲得了一株新的鏈霉菌變種，即委內瑞拉鏈霉菌秦嶺變種，該變種具有很強的抑菌活性。 (6)醋酸菌群醋酸桿菌（好氣性）它是氨素合成

39、中具有代表性的微生物。它從光合細菌中攝取糖類固態氮，然后一部分供給植物，另一部分再還給光合細菌，形成好氣性和嫌氣性細菌結構的共生態。4.3 新型微生物抗菌除臭菌系的發酵工藝研究微生物抗菌除臭菌系是一種新型復合微生物活性菌群。它由光合菌類、醋酸桿菌類、放線菌類、乳酸菌類、酵母菌類及假單胞菌類六大菌群微生物組成的一個功能群體，如何將上述好氣性微生物和嫌氣性微生物按一定的比例加以混合培養,形成多種多樣的微生物群落，各微生物在其生長過程中產生有用物質及其分泌物形成相互生長的基質和原料，通過相互共生、增殖關系形成一個組成復雜、結構穩定、功能廣泛的具有多種多樣細菌的微生物群落的生物菌群，是一個非常復雜的待

40、解決的問題，其本身的生產工藝更表現出世界性的高科技水平。混合菌液體擴大化發酵工藝流程：培養基 種子發酵罐 生產發酵罐 除臭劑發酵產品原始斜面 活化斜面 搖床種子4.3.1 培養基的選擇根據所用菌種和發酵目的物的特性，對碳源、氮源、無機鹽、生長因子等營養物以及促進劑、緩沖劑等添加物逐個進行了單因子試驗，了解這些因子對菌體生長和產物特性的影響，綜合了各種因素的相互關系，進行正交試驗，得出如下表6得培養基的成分及配制：表6培養基成分分離菌株培養基成分/gl-1細菌常規牛肉汁固體培養基酵母菌常規麥芽汁固體培養基絲狀真菌常規martin瓊脂培養基放線菌常規高氏合成一號固體培養基具有除臭功能的高效菌的基礎

41、培養基(nh4)2so4 0.1g,kh2po4 0.5g,na2hpo4 0.5g, mgso47h2o 0.5g,酵母膏0.02g,蛋白胨0.01g,cacl2 0.25g,另補加所降解污染物為碳源,其量根據需要而定混合菌生長的合成培養基kh2po4 0.1g,mgso4 0.05g,cacl2 0.05g,(nh4)2so4 0.5g,糖0.5g,mnso4 0.0025g,naac 0.2g,污水或自來水配制,其中碳、氮源量視需要而定4.3.2 種子發酵種子擴大培養應根據菌種的生理特性，選擇合適的培養條件來獲得代謝旺盛、數量足夠的種子。優良的種子可以縮短生產周期、穩定產量、提高設備利用

42、率。我們針對所選菌種設計了自己種子制備方案和種子質量控制措施：（1）在將放線菌、酵母菌、醋桿菌接種至三角瓶，搖床培養；搖床轉速180r/min，溫度控制在28。（2）光合細菌的培養：將光合細菌接種至半密閉細口玻璃瓶（3l）,室溫，光照（1000lux）培養,間隙搖動。（3）乳酸菌的培養：將乳酸菌接種至密閉細口玻璃瓶中，28下靜止培養。4.3.3 混合菌株的廣大化培養根據微生物共生互惠這一特性，在研究單菌培養技術和所選除臭微生物互生現象的基礎上，創建自己新型的微生物抗菌除臭劑菌種及發酵體系。大罐液體發酵法一般生產工藝流程為：菌種接種掊養種子罐培養生產罐培養排放培養液加入適量載體除臭產品。此法適于

43、工業化生產，便于無菌操作。將各菌株的種子發酵液按一定的比例接入混合菌生長的合成培養基中，按照一定的工業發酵流程進行發酵，發酵過程中同時進行監測發酵液中的活菌數以及除臭定性實驗。4.3.4 混合菌的培養條件研究在除臭混合菌的培養過程中,為了迅速得到量大,價廉的高活性細胞，必須為之創造一個良好的生存環境，比如：適宜的濕度、ph值、氧氣含量、溫度和營養成分等。為探索培養基各組分及培養條件對發酵質量的影響，本研究在基礎培養基中增減或更換某種因子的種類和數量，找出最佳組合。4.3.5 應用混合菌工業發酵的最佳流程的選擇用生物法處理環境中惡臭污染時,處理系統中高效微生物的數量與分解污染物的活力是運行中的關

44、鍵問題之一。除培養條件等影響因素外,很大程度上取決于最適宜的發酵工藝流程。表7最佳發酵工藝流程的選擇1)處理系統通氣條件氨強度 （ppm）氨去除率（%）硫化氫強度（ppm)硫化氫去除率(%)好氧系統好氧40min1.286.960.05692.22間歇系統(o/a)好氧20min厭氧20min0.1598.370.000599.93間歇系統(a/o)厭氧20min好氧20min0.5993.590.008698.81缺氧系統厭氧40mi n2.078.260.02396.81對照（ck）不做任何人工處理9.20.721)細胞濃度為5mgml-1濕菌體,好氧為30搖床培養,缺氧為靜止培養由以上試

45、驗可知：該混合菌群生長的ph和溫度范圍較廣,ph為410,最適ph57,溫度為1537,最適為30.生長碳源以紅糖最優,有機氮優于無機氮.利用混合菌完整細胞對雞糞/豬糞處理效果表明,當細胞濃度達20mgml-1時只需通氣20min就可將臭氣完全去除.從通氣條件看,好氧和缺氧交替進行有利于處理效果的提高。4.4 新型微生物抗菌除臭菌系的應用試驗4.4.1 對生活污水的除臭取家庭廚房洗米、洗菜、洗魚等混合污水，將其放置幾天發出惡臭后，取混合菌液不同濃度的投放量對嗅閾值的不同的污水進行除臭處理，測定不同濃度菌系菌液的投放量對污水除臭效果的影響。實驗表明：當液體菌系的投放量為污水的0.1%時，除臭效果

46、最好；并且用對不同嗅閾值生活污水除臭處理，結果是當污水的嗅閾值越高時，除臭的效果越顯著這被認為是污水中含有較多的營養物質，使所加菌種的活性較高，進而除臭效果較好。4.4.2 池塘、湖泊等自然水體臭污水處理試驗采用在西安某公園池塘中的臭污水中投加微生物抗菌除臭菌系菌液的方法,系統評價了微生物抗菌除臭菌液對污水中三類常見污染物去除率的影響。結果表明:好氧條件下,微生物抗菌除臭菌系菌液顯著提高污水codcr去除率的適宜加入量(菌液/污水)為5/10000-1/1000,增幅達10%;微生物抗菌除臭菌系在好氧條件下能顯著或極顯著提高污水nh4+-n的硝化程度,當除臭劑加入量為5/1000時效果最好,增

47、幅達37.62%;厭氧條件下,當加入量為1/10000-1/1000時,能極顯著增強污水的反硝化作用,no3-n的去除率約提高14%。微生物抗菌除臭菌系加入量大于5/1000時,才能顯著提高污水的除磷能力。由試驗可知：微生物抗菌除臭菌系可以有效地降解污水的有機物質，降低氮、磷的含量，增加水體的透明度，改善底泥顏色并且有效去除異味。4.4.3 室內垃圾除臭實驗于一間密封的房間內放一堆已高度腐爛的產生惡臭的垃圾（主要是生活垃圾），在垃圾周圍設置不同的采集地點進行采樣和噴藥，各測定噴藥前及噴藥后15min惡臭中的nh3、h2s濃度。試驗結果表明抗菌微生物除臭菌系對生活垃圾具有明顯的除臭效果，nh3最

48、高去除率可達82.98%，h2s的最高去除率可達78.33%。4.4.4 新型微生物抗菌菌系凈化畜舍空氣效果的實驗運用噴灑法將除臭菌系按每m3空間往地面上均勻撒放液體除臭菌系，測定氨和硫化氫的濃度。欄舍內5點采樣，取平均值，重復實驗5次。結果表明,本除臭劑可使雞舍內的氨和硫化氫分別平均降解72.5%和81.8%,舍內空氣氨和硫化氫分別平均降到16.8 mgm-3和3.9 mgm-3,可明顯降低雞舍內的臭味。研究表明,本除臭菌系是目前凈化畜舍空氣較好的凈化劑。4.4.5 養殖廠雞舍主要致病性微生物的監測及抗菌試驗對楊凌、寶雞、高陵等地5家養雞場雞舍空氣主要致病性微生物的污染情況進行調查的基礎上，

49、應用新型微生物抗菌除臭菌系進行消毒，比較處理前后的主要致病性微生物的變化。結果表明：處理后雞舍空氣中含致病微生物顯著降低。總細菌殺滅率達86%94%，大腸桿菌殺滅率達88%99%，葡萄球菌殺滅率達87%94%，霉菌殺滅率達91%96%。一般認為雞舍空氣細菌殺滅率達80%以上為良好，我們監測消毒后雞舍空氣含3種主要致病菌的殺滅率達78%95%，證明抗菌微生物除臭菌系對雞舍空氣中致病菌有較強的殺滅作用，達到預期環境控制目的。同時試驗結果還表明利用抗菌微生物除臭菌系與市售的高效廣譜消毒藥易克林具有同等的抗菌效果。 4.4.6 家用電冰箱抗菌除臭實驗為了解家用冰箱的細菌與真菌污染情況，科研人員對56臺

50、使用中的冰箱采樣112份進行檢測，觀察冰箱細菌和真菌是否超標。將新型抗菌除臭菌系菌液稀釋成不同濃度按一定的投放量對家用冰箱進行噴灑除臭處理，測定除臭菌液對冰箱臭味的去除能力及不同濃度菌液的除臭菌系對冰箱除臭效果的影響。實驗表明該除臭菌系對冰箱中的臭氣有很好的除臭效果。4.4.7 微生物抗菌除臭菌系對運動鞋的抑菌除臭試驗為了測試微生物抗菌除臭菌系對運動鞋的抑菌除臭試驗,在實驗室及現場對該樣品進行了抑菌試驗和皮膚刺激試驗。噴霧法檢測微生物抗菌除臭菌系對運動鞋的抑菌效果試驗;試驗結果表明該微生物抗菌除臭菌系原藥對金黃色葡萄球菌和白色念珠菌抑菌率分別為93%和95%，將原藥稀釋240倍，對金黃色球菌抑

51、菌率為90.95%；對白色念珠菌抑率90.90%。現場試驗結果表明，用原有益菌群制劑進行噴霧，對鞋內自然污染菌平均抑菌率為97.06%，皮膚刺激試驗表明該樣品對皮膚無刺激。該產品適用于對鞋襪的抑菌除臭。綜上所述，本課題在有關部門的大力支持下，經過研究小組成員的多年努力，在經歷許多挫折和失敗后，經過大量的試驗研究，特別是在試驗初期（樣品采集、微生物的分離純化、除臭菌的篩選等方面），不斷地克服困難，總結經驗，努力進取，才取得了上述研究結果，希望該成果無論在理論上還是在生產實踐中，能在惡臭治理方面發揮其積極作用，為我國環保事業做出一點貢獻。以上報告如有不足之處，敬請各位專家、領導批評指正。陜西海浪精

52、細化工有限公司新型微生物抗菌除臭劑的研究與開發課題組2004年4月新型微生物抗菌除臭菌系的研究與應用技 術 報 告隨著社會經濟的飛速發展及城市化進程的不斷加速,室內外環境污染問題日益突出。惡臭和環境中病菌大量孳生作為環境公害之一,直接影響人們的生活質量,甚至危害到人們的健康,已越來越受到人們的關注。日本1989年的惡臭訴訟案為11,717件，占所有公害訴訟案的15.9%，僅次于噪聲而占第二位。以及近年來由于生態環境的惡化，特別是人類生存環境中的不潔凈以及養殖場惡臭和大量病菌孳生等環境衛生問題，使得一些疾病蔓延加劇，甚至近年來所發現的各種流行性新病害（如sars、禽流感）都與此有關。惡臭對人們的

53、影響是多方面的。它不僅使大量的傳播疾病的昆蟲、細菌滋生繁衍，而且直接通過嗅覺系統，對呼吸系統、神經系統、循環系統、內分泌系統產生強烈的刺激作用。短時間的作用，使人產生厭惡感、惡心、嘔吐等癥狀，長時間的刺激可導致內分泌失調、心血管疾病等嚴重的癥狀。因此，各國都有相應的環保法規嚴格控制污染事故的發生，如我國的大氣污染防治法第32條、34條對惡臭氣體排放作了嚴格規定。日本的惡臭防止法規，也嚴格限制了惡臭污染事故的發生。目前,憑人的嗅覺感知的惡臭物質有4000多種,惡臭物質一般散發在大氣中,有些會隨廢水和廢渣進入水體,不僅使水發生惡臭,還會影響水生生物的生存。世界惡臭強度的分級有多種，我國多采用日本的

54、惡臭強度分級方法，分為05，即：0無臭；1檢知閾值；2認知閾值；3明顯檢知；4強臭；5劇臭。惡臭物質的強度超過了三級，即認為大氣已受到了臭氣需采取防治措施加以治理。惡臭治理研究以日本、荷蘭、德國等國最為先進。從最初最簡單的水洗法,發展成活性炭吸附法、焚燒法、冷凝法、藥液清洗法等使用時間較長的傳統技術,直到近年來突起的一系列新方法如生物法、光分解法、電暈法、臭氧氧化法、等離子體分解法等。生物法是利用微生物降解惡臭物質使之無臭化、無害化的一種處理技術,國外已廣泛用于惡臭源的治理。它擁有諸多不可比擬的優勢:集吸附、降解于一體(活性炭床、焚化器、濕洗器均是單功能),脫臭效率高,裝置簡單,成本低廉,運行

55、維護方便,故經濟前景看好；惡臭物質被生物降解為co2、水、硝酸、硫酸鹽、鹵化物,無二次污染,污染物不會轉移,且微生物的生長溫度接近常溫,條件溫和,能耗低,故這種清潔的技術深受環保人士歡迎。由于惡臭污染會對人體產生不容忽視的危害,因而其治理技術的發展也愈發顯示出其迫切性與重要性,而生物治理惡臭的技術憑借著其不可比擬的優越性也逐漸在惡臭治理領域中蓬勃地發展起來。廣泛尋找自然界中現存的高效脫臭微生物菌株或采用遺傳工程方法選育出更高效的代謝惡臭物質的細菌菌株,再輔以新型細胞固定化技術(如包埋法)運用到生物處理裝置中,可望使惡臭的治理技術尤其是生物治理技術出現新的突破,這是本項研究的主要目標和挑戰性任務。本項研究的技術思路如下 采集樣品 分離微生物 純化和培