数嗜盐菌都需要诸如氨基酸或维生素等生长因

素

[ 13 ]

。在实验室中, 可利用酵母膏和蛋白质水解产

物提供这些生长因素。嗜盐菌的生长随着盐浓度的
增加, 所需的营养构成就越复杂

[ 8 ]

。另外, 80

ΛggÙ

的铁离子和 48 m g

gÙ

L 的镁离子是嗜盐菌生长必不

可少的营养。

13　嗜盐菌的生理特性与嗜盐机制

嗜盐菌之所以能够在高盐环境中良好生长, 是

因为嗜盐菌特殊的生理结构和细胞中所含的物质使
之需要盐才能得以生长。嗜盐菌的细胞内所含的

浓度是细胞外的 100 倍左右, 而细胞外 N a

的浓

度是细胞内的 4 倍

[ 5 ]

, 因此, 嗜盐菌应该具有灵巧的

排钠吸钾的生理特性, 而嗜盐细菌的紫膜 (p u rp le

m em b rane) 提供了这种生理功能。紫膜接受光能驱

动细胞的质子, 形成电位梯度, 产生能量可以合成

A T P , 弥补在高盐浓度 (盐浓度越高, 溶解氧越低)

下底物有氧氧化所得能量的不足, 为细胞浓缩 K

和排斥 N a

提供能量保证, 以满足嗜盐菌正常的生

理需要

[ 9, 14 ]

。一些细胞还含有视黄醛 (retinal) 朊, 这

种朊的存在为细胞内的质子移动提供推动力

[ 10 ]

。

中度嗜盐菌的细胞内除了含有 K

、N a

外, 还

含有有机化合物 (氨基酸、三甲铵乙内酯、丙三醇等)
以调节渗透压。在调节渗透压过程中, N a

并非必要

的, 但是嗜盐菌的营养吸收、细胞质内 pH 的调节、
电位的平衡都需要N a

的存在

[ 15, 16 ]

。嗜盐菌的酶在

高盐环境能发挥作用是因为它们的蛋白质组织具有
独特的适应性, 大多数嗜盐菌微生物的蛋白质中含
有过量的酸性氨基酸和非极性的残余物, 过量的酸
性物质需要阳离子屏蔽其附近的负电荷, 否则蛋白
质会遭到破坏。总之, 嗜盐菌中的大多数酶的活性和
稳定性、核蛋白的稳定性和功能的发挥以及细胞的
生长都需要一定浓度的 N aC l 和 KC l 来维持

[ 17 ]

。嗜

盐菌这种生长需要高盐浓度的生理特征是在漫长的
进化过程中, 通过自然选择, 是细胞结构与功能高度
适应高盐环境的结果

[ 18 ]

。

此外, 大多数嗜盐菌能合成糖(主要是蔗糖、海藻

糖、甘油葡萄糖)、氨基酸等, 它们成为嗜盐菌的渗透
压调节剂, 有利于稳定和保护菌体内酶的活性

[ 18 ]

, 当

受到高盐废水冲击时, 会调节自身新陈代谢, 改变遗
传基因, 使其能在高盐浓度下正常生长

[ 19 ]

。

2　嗜盐菌处理含盐有机工业废水的研究进展

11　盐对常规生化法的影响

1937 年, Zobell 等

[ 20 ]

首次通过实验研究了盐对

处理有机废水的影响, 他们用从生活污泥、土壤和海
水接种来的微生物处理含盐废水, 结果发现, 在含盐
度为 28% 介质中三种不同来源的微生物存活率分别
为 0%、小于 1%、小于 2%。盐对常规生化法的影响
主要有以下四个方面:

( 1) 对出水水质影响　处理系统对离子的浓度

变化很敏感, 当系统突然受含高盐废水的冲击时, 则
系统的有机物去除率降低、微生物呼吸速率降低、

SV I 增大、出水BOD

、SS 升高

[ 21 ]

。盐度突增 2% 就能

对系统产生显著破坏, 因此, 保持盐浓度的稳定是工
程设计中主要考虑因素之一

[ 22 ]

。

( 2) 对生物活性影响　盐浓度的增加将破坏生

物的代谢功能和降低生物的降解动力。在含盐 3

15%

的系统中, 每毫克污泥降解总有机碳能力从 0

m g

gÙh 降低到 0112 m ggÙh

[ 8 ]

。

(3) 对生物种类的影响　盐度的增加, 使处理系

统中的原生动物和丝状微生物减少

[ 22, 23 ]

, 出水的悬浮

物浓度一般高于 100 m g

gÙ

L。

( 4) 耐盐度的极限　许多文献表明

[ 8, 9, 21 ]

, 盐度

超过 3%～ 5% 的废水不能用常规的生化法处理。

12　含盐废水处理研究进展

1211　处理系统中存在的耐盐微生物

在高含盐量环境中存在原核微生物主要是嗜盐

菌, 它们的生长需要盐分, 如红皮盐杆菌能在 12%～

30% (饱和浓度为 30% ) 的盐度中生长, 在盐度小于

12% 的环境中不生长; 当盐度低于 9% 时, 细胞壁开
始破裂

[ 9 ]

, 杆菌数量逐渐减少, 直到消失。其他嗜盐菌

如条伦黄杆菌、钠盐脱硫弧菌、盐制品杆菌、变异微球
菌、盐脱氮付球菌等也需要在含盐介质中才能生

长

[ 24, 25 ]

。

在高含盐量环境中存在的原生动物的种类随含

盐浓度的不同而有所变化, 当盐含量低于 8 g

gÙ

L 时,

有大量轮虫、游泳性纤毛虫、有柄纤毛虫和其他高级
原生动物

[ 26 ]

; 当盐含量在 8～ 13 g

gÙ

L 时, 还有轮虫、

游泳性纤毛虫和个数多但不够活跃的有柄纤毛虫; 而
当盐含量为 20 g

gÙ

L 时, 曝气 20 h 后, 尚存少量的低

级原生动物、丝状细菌和菌胶团, 曝气 48 h 后, 原生
动物全部消失, 只剩下菌胶团。

在含盐环境中, 也存在着一些浮游生物。在盐含

量为 2～ 12 g

gÙ

L 环境中, 浮游植物有嗜盐舟形藻、衣

藻、光甲藻、绿裸藻等, 啮蚀隐藻、尖尾蓝隐藻在盐含
量 2～ 6 g

gÙ

L 中占优势地位; 在 2、6、12 g

gÙ

L 三个盐浓

度梯度中, 浮游动物的优势种演替基本趋势为桡足类
→轮虫(有时是原生动物) →桡足类和游仆虫

[ 27 ]

。

・

　环境污染与防治　第

卷　第

期　

2002

年

月