印染廢水處理功能菌研究進(jìn)展

謝學(xué)輝，朱玲玉，劉娜，姜鴻，楊芳，柳建設(shè)

（東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，國(guó)家環(huán)境保護(hù)紡織工業(yè)污染防治工程技術(shù)中心，上海 201620）

近年來，大量人工合成的色度高、難降解染料生產(chǎn)及應(yīng)用于紡織業(yè)、化妝品、造紙等行業(yè)，其過量的使用及排放已造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，由于其生物毒性和三致性對(duì)人類健康造成了嚴(yán)重的威脅，引起了人們的關(guān)注[1]。

印染廢水是指纖維織物在預(yù)處理、染色、印花和整理四段工序中產(chǎn)生的廢水，其主要產(chǎn)生于染整工段，包括前處理、染色、印花、整理等。印染廢水中含有的合成染料、助劑、聚乙烯醇（PVA）漿料等使其具有色度大、COD高、堿性大、可生化性差等特點(diǎn)[2]。

利用微生物處理印染廢水中難降解污染物被認(rèn)為是較為經(jīng)濟(jì)有效的方法。鑒于微生物種類繁多、繁殖速度快、成本低廉且具有變異性等特點(diǎn)，許多學(xué)者致力于分離選育對(duì)染料有較高降解活性的菌株[3]。不同種類微生物對(duì)難降解污染物有不同的降解能力，包括細(xì)菌、真菌、酵母、放線菌、藻類以及植物等[4-5]。然而與絲狀真菌和酵母菌相比，細(xì)菌有著操作簡(jiǎn)便、生長(zhǎng)迅速、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，目前已成為研究熱點(diǎn)[6]。本文主要從細(xì)菌降解印染廢水中污染物方面進(jìn)行評(píng)述。

1 功能菌對(duì)染料的降解

染料通常按照化學(xué)分子結(jié)構(gòu)及應(yīng)用性能來分類，如圖1所示。其中偶氮染料是使用最為廣泛的一類染料，占所有染料的60%～70%。近年來蒽醌染料由于其鮮艷的顏色、高的固色率和較強(qiáng)的堅(jiān)牢度也變得越來越重要，較偶氮和蒽醌染料使用較少的三苯基甲烷類染料也受到了人們的關(guān)注。三苯基甲烷類染料屬于芳香甲烷染料，其典型代表有結(jié)晶紫、孔雀石綠[7]。偶氮染料、蒽醌染料、三苯基甲烷染料為其中較具代表性且應(yīng)用較廣的3類染料。

1.1 功能菌對(duì)偶氮染料的降解

Wu等[10]證實(shí)，生物法處理印染廢水主要分為兩個(gè)階段：第一階段主要是水處理工藝的吸附、絮凝和沉淀作用的結(jié)果；第二階段為生物降解階段，主要是生物體內(nèi)的酶或分泌到細(xì)胞外的酶作用結(jié)果。參與染料降解的酶主要有偶氮還原酶、胞外過氧化物酶系和鏈霉菌過氧化物酶[9]。細(xì)菌可以在厭氧、缺氧、好氧的條件下對(duì)偶氮染料進(jìn)行降解。厭氧條件下的脫色主要是厭氧菌對(duì)偶氮染料的還原脫色，然而在厭氧條件下，往往不能實(shí)現(xiàn)染料的完全礦化，通常會(huì)生成有毒、可生化性能差的芳香胺物質(zhì)，此時(shí)通常采用厭氧好氧相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)染料的無機(jī)化。

目前，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者致力于高效脫色菌株篩選和分離的研究，已分離到的偶氮脫色菌主要包括芽孢桿菌、黃單胞菌、克雷伯氏菌等十幾個(gè)菌屬[11]。Liao等[12]從被偶氮染料污染河流的底泥中分離出芽孢桿菌屬HJ-1，在25℃、pH8的條件下靜置對(duì)活性黑B染料脫色率達(dá)到最大，并證實(shí)分離出的HJ-1在被污染河流的底泥中培養(yǎng)12天后仍然存活，可見該菌株具有良好的工程應(yīng)用前景。Ma等[13]分離出耐堿、耐鹽兼性厭氧Planococcussp.MC01菌株，可以在堿性和厭氧條件下對(duì)染料Orange I脫色率到達(dá)大于96%。Khehra等[14]從紡織廠廢料的土壤中分離出4株可對(duì)偶氮染料進(jìn)行脫色的功能菌株，將其組成功能菌群HM-4，可以在24h內(nèi)對(duì)AR-88進(jìn)行完全脫色。Coughlin等[15]把從RDBR反應(yīng)器中篩選出的1CX菌株和SAD4I菌株又重新接種到滅菌之后的RDBR反應(yīng)器中，兩種菌株對(duì)酸性黃7以及其降解副產(chǎn)物磺胺酸具有很好的脫色降解效果；除此之外，又將SAD4I菌株接種到對(duì)酸性黃7有降解能力但對(duì)磺胺酸沒有降解能力的的RDBR反應(yīng)器，實(shí)驗(yàn)證明，接種的SAD4I菌株與反應(yīng)器自身存在的菌株協(xié)同降解酸性黃7及其降解副產(chǎn)物磺胺酸。結(jié)果表明，將功能菌制成藥劑接種到反應(yīng)器中，可以發(fā)揮功能菌自身的特性，對(duì)今后的染料廢水的降解提供了理論支撐。

圖1 染料的分類

本文作者也曾從厭氧反應(yīng)器活性污泥中，篩選出對(duì)雙偶氮染料活性黑5有良好脫色效果的混合菌群FF，并針對(duì)染料脫色性能、脫色機(jī)理及菌群結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列的研究[16]。研究表明混合菌群FF可在35℃、pH8的條件下24h對(duì)活性黑5降解率達(dá)到94.8%。DGGE和RFLP結(jié)果表明，混合菌群FF中優(yōu)勢(shì)菌群主要為Gamma-proteobacteria（變形菌綱）的Proteus（變形桿菌屬）細(xì)菌和Clostridia（梭菌綱）的Clostridium（梭菌屬）細(xì)菌。同時(shí)利用純培養(yǎng)技術(shù)從混合菌群FF中隨機(jī)分離篩選了21株對(duì)活性黑5具有不同脫色效率的單菌株，經(jīng)16S rDNA分子生物學(xué)鑒定發(fā)現(xiàn)這21株全部為Gamma-proteobacteria綱細(xì)菌，其中71.4%屬于Klebsiella（克雷伯氏菌屬），28.6%屬于Proteus（變形桿菌屬）[17]。表1列舉了部分偶氮染料降解功能微生物。

由表1可以看出，單一的高效脫色菌株具有較好的染料脫色率，但對(duì)于染料脫色的中間產(chǎn)物芳香胺等物質(zhì)很難進(jìn)一步降解，而混合功能菌群在這方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。多種菌株相互協(xié)同作用，提高了脫色效果和脫色強(qiáng)度，減少了脫色時(shí)間[9]。可見混合功能菌群降解染料在未來工藝中的應(yīng)用要比單一功能菌株降解染料應(yīng)用要廣，但單一菌株對(duì)染料脫色的可重復(fù)性也是復(fù)合菌株所望塵莫及的。目前本實(shí)驗(yàn)室將研究方向關(guān)注在針對(duì)不同結(jié)構(gòu)染料篩選功能菌群及單菌建立功能菌庫，然后根據(jù)染料廢水所含染料結(jié)構(gòu)種類，將與其對(duì)應(yīng)的功能菌種或菌群接種在實(shí)驗(yàn)室小型反應(yīng)器中培養(yǎng)，效果穩(wěn)定后將其制成功能菌劑，以期應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理中，達(dá)到有的放矢的目的。

除上述從自然環(huán)境、污染環(huán)境中分離篩選出的高效功能菌外，還有部分針對(duì)基因工程菌的研究，主要是將已確定的多種降解性的目的基因分離出來，通過基因操作獲得的可降解多種有機(jī)物的新型功能微生物[2]。金玉潔[27]構(gòu)建了降解偶氮染料基因工程菌pGEX-AZR/E.coliJM-109，其在pH7.5、溫度為35℃時(shí)對(duì)偶氮染料的脫色效果達(dá)到最大，其最佳碳源、氮源為葡萄糖、淀粉。Jin等[28]對(duì)pGEX-AZR/E.coliJM-109進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，通過C.I.Direct Blue 71（DB 71）染料強(qiáng)化基因工程菌，在對(duì)其進(jìn)行降解條件研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)pH值為5.0左右時(shí)，反應(yīng)器的降解能力不是很好；當(dāng)pH值為9.0、DB71染料濃度為150mg/L時(shí)，其可在12h之內(nèi)把染料降解到27.4mg/L；研究還發(fā)現(xiàn)，鹽度在1%～3% 對(duì)其降解能力幾乎沒有影響。基因工程菌降解染料的功能是毋庸置疑的，但是基因工程菌的成功率不是很高，且成本高，而且安全問題也需要加以考慮。

表1 菌株及菌群對(duì)偶氮染料的降解

1.2 功能菌對(duì)蒽醌染料的降解

蒽醌染料分子結(jié)構(gòu)中含有蒽醌基，大部分為芳香族高分子化合物。含有蒽醌染料的廢水具有有機(jī)成分含量高、不易被氧化、生化性差、有毒等特點(diǎn)。蒽醌染料主要有還原藍(lán)RSN、中性艷藍(lán)GL、酸性蒽醌藍(lán)、活性艷藍(lán)X-BR、分散藍(lán)2BLN等[29]。用微生物法降解蒽醌染料較傳統(tǒng)物理、化學(xué)法成本低，且產(chǎn)生較少降解副產(chǎn)物。

我國(guó)跨境電商的普及是現(xiàn)在發(fā)展的趨勢(shì)，作為世界上的制造大國(guó)與消費(fèi)大國(guó)，這為中國(guó)跨境電商物流的更快發(fā)展帶來機(jī)遇。但值得注意的是起步較晚大大制約了我國(guó)跨境電商物流的發(fā)展，加上沒有完善的體系支撐其正常運(yùn)作，沒有良好的體系支撐其正常的發(fā)展，跨境電商物流存在著各種各樣的問題，比如：基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后、配送成本高、技術(shù)水平較差、管理水平偏低。由此可見，我國(guó)跨境電商物流面對(duì)的挑戰(zhàn)還很多。

染料降解主要是染料分子中發(fā)色基團(tuán)的消失、復(fù)雜多環(huán)芳烴分解為單環(huán)或簡(jiǎn)單多環(huán)芳烴，最后被代謝。細(xì)菌降解蒽醌染料時(shí)，主要是蒽醌染料分子共軛鍵被還原酶催化裂解，使其脫色基團(tuán)消失，從而達(dá)到脫色降解染料的目的。目前，對(duì)蒽醌類染料有降解能力的細(xì)菌種類很多，主要分布在假單胞菌屬、克雷伯氏菌屬、氣單胞菌屬、芽孢桿菌屬，大多為好氧菌，但在厭氧條件也可以對(duì)染料進(jìn)行降 解[30]。目前已有很多學(xué)者在篩選馴化功能菌群方面進(jìn)行了研究。

Wang等[31]好氧-水解反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)蒽醌染料活性藍(lán)19的脫色率達(dá)到95.6%，COD去除率達(dá)到83.7%，經(jīng)16S rDNA分析，在不同的反應(yīng)器中降解活性藍(lán)19的主要功能微生物種群結(jié)構(gòu)是發(fā)生變化的。分析表明，變形菌門和厚壁菌門是降解蒽醌染料的主要功能菌株，同時(shí)，希瓦氏菌屬在降解活性藍(lán)19時(shí)也起了一定作用。Dong等[32]從印染廢水中分離出XL-1菌株在蛋白胨存在，在溫度為30℃、pH值為7.0的條件下對(duì)活性艷藍(lán)KN-R的降解率達(dá)到93%，但是如果以染料作為唯一碳源的條件下，菌XL-1對(duì)活性艷藍(lán)KN-R沒有降解能力，金屬混合物如AgNO3、HgCl2、ZnSO4、CuSO4對(duì)菌株降解染料具有抑制作用，但MgSO4、MnSO4對(duì)菌株降解染料具有促進(jìn)作用。

國(guó)內(nèi)外有關(guān)蒽醌染料的生物處理方法研究較少，有關(guān)生物法處理活性艷藍(lán)KN-R的研究中，只研究了其優(yōu)化條件及濃度的降解，對(duì)于機(jī)理性研究甚少，今后可以從降解副產(chǎn)物成分分析著手，深入了解生物降解蒽醌染料的機(jī)理。另外，蒽醌染料的種類繁多，但目前大多是關(guān)于活性艷藍(lán)KN-R的研究，對(duì)于其他種類蒽醌染料的研究較少，在今后的研究中可以加強(qiáng)。

1.3 功能菌對(duì)三苯基甲烷類染料的降解

隨著三苯基甲烷類染料廣泛應(yīng)用于紡織印染行業(yè)，其產(chǎn)生的染料廢水越來越受人們的關(guān)注。三苯基甲烷類染料分子結(jié)構(gòu)中心碳原子連有3個(gè)苯環(huán)，不同染料的苯環(huán)上側(cè)鏈基團(tuán)不同。三苯基甲烷類染料主要有結(jié)晶紫和孔雀石綠。早在20世紀(jì)80年代，已有人證實(shí)假單胞菌桿菌對(duì)三苯基甲烷類染料的結(jié)晶紫和孔雀綠有脫色降解能力[1]。近年來也有許多學(xué)者針對(duì)生物法處理三苯基甲烷類染料進(jìn)行研究。

He等[7]從印染廢水的活性污泥中發(fā)現(xiàn)了對(duì)染料有普遍降解能力的DN322菌株。它可以降解偶氮、蒽醌、三苯基甲烷類染料，在10h內(nèi)、pH值為5.0～10.0、溫度為25～37℃、厭氧條件下，使染料濃度為50mg/L的三苯基甲烷類染料中結(jié)晶紫、堿性品紅、亮綠、孔雀綠脫色降解率達(dá)到90%以上。并且DN322可以在降解的過程中把結(jié)晶紫用作唯一的碳源和能量，該菌株已經(jīng)投入到工程中應(yīng)用。Arunarani等[6]研究了Pseudomonas putidaMTCC 4910菌株降解結(jié)晶紫和酸性藍(lán)93的降解條件，發(fā)現(xiàn)pH值、鹽度對(duì)其降解染料的脫色效果沒有太大影響，且吸附平衡復(fù)合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。

有關(guān)于三苯基甲烷類染料的降解副產(chǎn)物的分析起源于20世紀(jì)80年代，至今分別通過薄層層析（TLC）、氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）等方法檢測(cè)到米氏酮、二甲氨基苯酚的存在，即使微生物的種類不同，但是降解副產(chǎn)物的種類相近，可見微生物降解三苯基甲烷類染料可能有著相近的機(jī)理[1]。

2 功能菌對(duì)漿料（PVA）的降解

聚乙烯醇（PVA）是一種水溶性高分子聚合物，具有較大的表面活性，能在水中形成大量泡沫，影響水中溶解氧，對(duì)水生生物的呼吸具有抑制甚至破壞作用。PVA由于其較好的黏附性、漿膜強(qiáng)韌性和耐磨性等取代天然的漿料用來做經(jīng)紗漿料、印花漿料，被廣泛應(yīng)用于紡織、化纖、印染的行業(yè)[33-34]。

張惠珍等[35]證實(shí)生物降解PVA主要過程是，微生物首先黏附在高分子材料表面，分泌相應(yīng)的酶將高分子鍵水解和氧化，使之形成相對(duì)分子質(zhì)量低的碎片，最后微生物將其在體內(nèi)代謝吸收生成CO2、CH4、H2O、N2、無機(jī)鹽和礦物質(zhì)等。PVA降解過程中需要多種降解酶的參與，單一菌株雖然能產(chǎn)生PVA降解酶，但卻不能實(shí)現(xiàn)PVA的有效降解，為了達(dá)到徹底降解PVA的目的，通常采用高效功能菌協(xié)同作用，從而改善和提高印染廢水中PVA的處理效率[36]。篩選和分離純化PVA降解菌是目前研究的 熱點(diǎn)。

王銀善等[37]參照Finley法測(cè)定PVA的原理建立了一種快速篩選PVA降解菌的方法并成功篩選出共生細(xì)菌SB1菌群，包括假單胞菌（Pseudomonassp.）和產(chǎn)堿桿菌（Alcaligenessp.），發(fā)現(xiàn)該共生菌群對(duì)PVA有良好的降解效果。張興等[38]從土壤中分離出Rhodococcussp.菌株，該菌株可以把PVA作為唯一碳源和能量生長(zhǎng)。Maru?incová等[33]從市政污水處理廠中分離出Steroidobactersp.PD可以在反硝化條件和厭氧條件下降解PVA。Bharathiraja等[39]發(fā)現(xiàn)革蘭氏陰性細(xì)菌Pseudomonas alcaligenes，在初始濃度低、pH值在堿性條件下對(duì)PVA的降解率較高。

從目前的研究看來，對(duì)PVA有降解能力的功能菌株種類仍然很少，且對(duì)反應(yīng)條件要求較為嚴(yán)格，因此今后需要篩選出對(duì)PVA具有廣泛降解能力的高效功能菌株。

3 功能菌對(duì)助劑的降解

紡織印染助劑一般分為前處理劑、印染助劑、后整理劑及其他助劑。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在紡織印染助劑的生產(chǎn)過程中，80%的原料為表面活性劑，其余約20%為功能性助劑。因此，在印染廢水助劑處理方面，很大程度上取決于對(duì)表面活性劑的處理。表面活性劑主要分為陰離子型、陽離子型和非離子型。

3.1 功能菌對(duì)LAS的降解

支鏈烷基苯磺酸鹽（LAS）是一種典型的陰離子表面活性劑，由于其良好的乳化性，被廣泛應(yīng)用于紡織、印染等行業(yè)。隨著LAS使用量及使用范圍的擴(kuò)大，隨之而來的環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重，人們逐漸注意它的毒性及污染方面的研究和治理。

關(guān)于LAS的生物降解研究，目前普遍認(rèn)為主要分為以下幾個(gè)階段：LAS經(jīng)過ω-氧化作用或者α-、β-氧化作用生成短鏈的磺基苯羧酸（SPC）；氧化作用打開苯環(huán)；脫磺酸過程去除取代的磺酸鹽[40]。有關(guān)于LAS的生物降解過程主要是以氧化作用為主，有關(guān)研究表明在厭氧條件下SPC無法進(jìn)一步降解。篩選和分離對(duì)LAS有良好降解能力的功能菌株是目前的研究熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)此展開了研究。

Denger等[41]首先分離出在缺氧條件下，在葡糖糖-無機(jī)鹽培養(yǎng)基中把LAS作為唯一硫源利用的功能菌株RZLAS，經(jīng)鑒定該功能菌株屬于γ-變形菌屬。Asok等[42]從被LAS污染的土壤中分離出二 十余種不同的對(duì)LAS有降解能力的菌株，其中 主要功能菌株經(jīng)16S rDNA鑒定為Pseudomonas nitroreducens和Pseudomonas aeruginosa菌株，可以在25℃、pH值為7.0～7.5條件下降解濃度為0.05g/L的LAS。經(jīng)證實(shí)，分離出的高效功能菌株對(duì)碳?xì)浠衔锖蜌⑾x劑的外源有害物質(zhì)也有降解效果。可見，篩選出來的高效功能菌株，對(duì)結(jié)構(gòu)相似的碳?xì)浠衔锖蜌⑾x劑也有良好的效果，在今后工程中具有良好的應(yīng)用前景。Meng等[43]篩選出對(duì)LAS有降解能力的菌株Spirulina platensis，當(dāng)LAS濃度分別為0.5mg/L、1mg/L、2mg/L時(shí)，5天后降解率分別可達(dá)到87%、80%、70.5%。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，該功能菌株對(duì)Zn(Ⅱ)也有生物吸附能力，對(duì)Zn(Ⅱ)的最大去除效果可達(dá)30.96 mg/g，并且在LAS存在的情況下，可以提升該菌株對(duì)Zn(Ⅱ)的最大去除效果。反之，在Zn(Ⅱ)存在的情況下也可以提高Spirulina platensis菌株對(duì)LAS的降解能力。

3.2 功能菌對(duì)QACs的降解

季銨化合物（quaternary ammonium cationic surfactants，QACs）是叔胺被鹵代烷烴、氯代芐等物質(zhì)經(jīng)過親核取代而生成的一種陽離子表面活性劑，由于其穩(wěn)定、表面激活、殺菌等特性，被作為勻染劑、乳化劑、織物軟化劑廣泛應(yīng)用于紡織印染等行業(yè)。含有QACs的印染廢水排入自然水體中，由于其本身帶正電荷將吸附到帶負(fù)電荷的藻、污泥等介質(zhì)表面，將影響水生生物破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡，且含有季銨化合物的廢水進(jìn)入城市污水處理廠會(huì)影響其生物處理階段水質(zhì)效果[44-45]。

目前，發(fā)現(xiàn)對(duì)QACs有降解能力的菌株主要為假單胞菌屬、氣單胞菌屬、黃單胞菌屬[44]。雖然不同表面活性劑的可生物降解性會(huì)有一定差異，但對(duì)于陽離子表面活性劑來說可生化性普遍比較好。針對(duì)微生物降解QACs，國(guó)內(nèi)外展開了相關(guān)研究。

Takenaka等[46]從廢水設(shè)備的活性污泥中分離出來一株可以利用QACs表面活性劑十二烷基三甲基氯化銨（DTAC）作為唯一碳源、氮源和能量的Pseudomonassp.strain 7-6菌株，并研究其降解途徑，并證明DTAC分解成正十二醛釋放三甲胺轉(zhuǎn)化成十二烷酸是其主要降解途徑。針對(duì)生物降解季銨化合物，目前的研究相對(duì)較少，今后可以把研究重點(diǎn)放在高效功能菌的篩選以及降解機(jī)理方面的研究。

3.3 功能菌對(duì)APEOs的降解

烷基酚聚氧乙烯醚（alkylphenol ethoxylates，APEOs）作為一種典型的非離子表面活性劑廣泛應(yīng)用于紡織、塑料、橡膠等領(lǐng)域。烷基酚聚氧乙烯醚主要包括壬基酚聚氧乙烯醚（NPEOs）、辛基酚聚氧乙烯醚（OPEOs）、十二烷基酚聚氧乙烯醚（DPEOs）和二壬基酚聚氧乙烯醚（DN-PEOs）。烷基酚聚氧乙烯醚是一種內(nèi)分泌干擾物（又稱環(huán)境雌激素），進(jìn)入水體后會(huì)在生物體內(nèi)蓄積，并通過食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人體的生殖能力產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。因此，近年來有關(guān)生物法處理烷基酚聚氧乙烯醚引起廣大學(xué)者的關(guān)注[47-48]。

Gabriel等[49]分離出可以降解多種壬基酚聚氧乙烯醚同分異構(gòu)體的菌株Sphingomonas xenophaga Bayram，該菌株可以利用壬基酚聚氧乙烯醚作為唯一的碳源和能量，且對(duì)其降解機(jī)理也進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。Taghe等[50]分離出可以降解具有支鏈結(jié)構(gòu)的烷基酚聚氧乙烯醚菌株Sphingomonassp.，且經(jīng)過LC-MS和GC-MS質(zhì)譜分析，表明反應(yīng)先從苯酚環(huán)對(duì)位開始斷鍵。Iwaki等[51]分離出兩株在好氧的條件下可以高效降解壬基酚聚氧乙烯醚，一株為M. nonylphenolicus，另一株為新發(fā)現(xiàn)菌株，命名為Pseudomaricurvus alkylphenolicusgen. nov.，sp. nov.。針對(duì)壬基酚聚乙烯醚及其支鏈結(jié)構(gòu)同時(shí)有降解能力的菌株，研究相對(duì)較少。自然界中還有很多尚未分離出的高效功能菌株，今后應(yīng)該從篩選條件方面加以研究，篩選出更多尚未培養(yǎng)功能菌株。

4 展 望

印染廢水由于成分復(fù)雜、色度大、COD高、堿性大等特點(diǎn)，給處理增加了難度。經(jīng)過篩選的菌株可以高效、有針對(duì)性地對(duì)目標(biāo)污染物達(dá)到降解的目的。由于生物法具有成本低、降解副產(chǎn)物少等優(yōu)點(diǎn)，在印染廢水處理中有著極其重要的作用。

傳統(tǒng)篩選方法中通常利用高營(yíng)養(yǎng)的LB、蛋白胨培養(yǎng)基篩選功能菌株，這些功能菌株基本上對(duì)工程無機(jī)環(huán)境適應(yīng)性差、不易存活，今后可著重篩選以目標(biāo)污染物質(zhì)為唯一碳源、氮源及能量的高效降解功能菌株。同時(shí)，環(huán)境中仍存在大量的對(duì)目標(biāo)污染物質(zhì)有高效降解能力的未培養(yǎng)微生物，如本文作者曾篩選到的對(duì)活性黑5有良好脫色能力的混合菌群FF中，存在可分離培養(yǎng)的功能性優(yōu)勢(shì)菌屬如Klebsiella菌屬和Proteus菌屬細(xì)菌，也存在著不易分離培養(yǎng)的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)菌屬如Clostridium。今后可以從構(gòu)建篩選方法入手，盡可能地?cái)U(kuò)大未培養(yǎng)功能微生物的可培養(yǎng)范圍。理論上來說，類似功能菌將會(huì)具有更大的工程應(yīng)用價(jià)值。

有關(guān)偶氮染料降解及機(jī)理研究相對(duì)較多，與之相比有關(guān)蒽醌染料、三苯基甲烷類等染料及表面活性劑的降解產(chǎn)物、作用機(jī)理研究較少，今后可加強(qiáng)相關(guān)研究。

[1] 張培培，任隨周，許玫英，等. 微生物對(duì)三苯基甲烷類染料脫色的研究進(jìn)展[J]. 微生物學(xué)通報(bào)，2009，36（9）：1410-1417.

[2] 謝學(xué)輝，劉娜，朱文祥，等. 印染廢水脫色生物強(qiáng)化工程菌的構(gòu)建及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 化工進(jìn)展，2013，32（4）：869-873.

[3] Oxspring D A，McMullan G，Smyth W F，et al. Decolourisation and metabolism of the reactive textile dye，Remazol Black B，by an immobilized microbial consortium[J].Biotechnology Letters，1996，18（5）：527-530.

[4] Saratale R G，Saratale G D，Chang J S，et al. Bacterial decolorization and degradation of azo dyes：A review[J].Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers，2011，42（1）：138-157.

[5] Patel Y，Mehta C，Gupte A，et al. Assessment of biological decolorization and degradation of sulfonated di-azo dye Acid Maroon V by isolated bacterial consortium EDPA[J].International Biodeterioration & Biodegradation，2012，75：187-193.

[6] Arunarani A，Chandran P，Ranganathan B V，et al. Bioremoval of Basic Violet 3 and Acid Blue 93 byPseudomonas putidaand its adsorption isotherms and kinetics[J].Colloids and Surfaces B：Biointerfaces，2013，102：379-384.

[7] He Y，Gao J F，F(xiàn)eng F Q，et al. The comparative study on the rapid decolorization of azo，anthraquinone and triphenylmethane dyes by zero-valent iron[J].Chemical Engineering Journal，2012，179：8-18.

[8] 黃春梅. 偶氮染料的生物脫色及中間產(chǎn)物苯胺類的生物降解特性研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué)，2012.

[9] Adebiyi A O，Togo C A，Mutanda T，et al. Decolourisation and degradation of reactive blue 2 by sulphate reducing bacteria （SRB） and zero valent iron in a biosulphidogenic reactor[J].African Journal of Biotechnology，2011，10（4）：584-588.

[10] Wu Y，Xiao X，Xu C，et al. Decolorization and detoxification of a sulfonated triphenylmethane dye aniline blue byShewanella oneidensisMR-1 under anaerobic conditions[J].Applied Microbiology and Biotechnology，2013，97（16）：7439-7446.

[11] Liu Y，Jin J H，Liu H C，et al. Dokdonella immobilis sp nova，isolated from a batch reactor for the treatment of triphenylmethane dye effluent[J].International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology，2013，63：1557-1561.

[12] Liao C S，Hung C H，Chao S L，et al. Decolorization of azo dye reactive black B byBacillus cereusstrain HJ-1[J].Chemosphere，2013，90（7）：2109-2114.

[13] Ma C，Zhou S，Lu Q，et al. Decolorization of Orange I under alkaline and anaerobic conditions by a newly isolated humus-reducing bacterium.Planococcussp MC01[J].International Biodeterioration& Biodegradation，2013，83：17-24.

[14] Khehra M S，Saini H S，Sharma D，et al. Decolorization of various azo dyes by bacterial consortium[J].Dyes and Pigments，2005，67（1）：55-61.

[15] Coughlin M F，Kinkle B K，Bishop P L，et al. High performance degradation of azo dye Acid Orange 7 and sulfanilic acid in a laboratory scale reactor after seeding with cultured bacterial strains[J].Water Research，2003，37（11）：2757-2763.

[16] 范鳳霞. 混合菌群FF對(duì)活性黑5的脫色降解研究[D]. 上海：東華大學(xué)，2013.

[17] 謝學(xué)輝，范鳳霞，袁學(xué)武，等. 高效混合菌群FF的篩選及其對(duì)活性黑5的脫色作用[J]. 東華大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，39（6）：802-813.

[18] Khehra M S，Saini H S，Sharma D，et al. Effectual decolorization and detoxification of triphenylmethane dye malachite green (MG) byPseudomonas aeruginosaNCIM 2074 and its enzyme system[J].Clean Technologies and Environmental Policy，2012，14（5）：989-1001.

[19] Mukherjee T，Bhandari M，Halder S，et al. Decolorization of malachite green by a novel strain ofEnterobacter[J].Journal of the Indian Chemical Society，2012，89（10）：1369-1374.

[20] Wang H，Zheng X W，Su J Q，et al. Biological decolorization of the reactive dyes Reactive Black 5 by a novel isolated bacterial strainEnterobacter spEC3[J].Journal of Hazardous Materials，2009，171（1-3）：654-659.

[21] Banat I M，Nigam P，Singh D，et al. Microbial decolorization of textile-dyecontaining effluents：A review[J].Bioresource Technology，1996，58（3）：217-227.

[22] Chen K C，Huang W T，Wu J Y，et al. Microbial decolorization of azo dyes byProteus mirabilis[J].Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology，1999，23（1）：686-690.

[23] Liu X，Zhang J，Jiang J，et al. Biochemical degradation pathway of reactive blue 13 byCandida rugopelliculosaHXL-2[J].International Biodeterioration & Biodegradation，2011，65（1）：135-141.

[24] Jain K，Shah V，Chapla D，et al. Decolorization and degradation of azo dye - Reactive Violet 5R by an acclimatized indigenous bacterial mixed cultures-SB4 isolated from anthropogenic dye contaminated soil[J].Journal of Hazardous Materials，2012，213：378-386.

[25] Moosvi S，Kher X，Madamwar D，et al. Isolation，characterization and decolorization of textile dyes by a mixed bacterial consortium JW-2[J].Dyes and Pigments，2007，74（3）：723-729.

[26] Khouni I，Marrot B，Ben Amar R，et al. Treatment of reconstituted textile wastewater containing a reactive dye in an aerobic sequencing batch reactor using a novel bacterial consortium[J].Separation and Purification Technology，2012，87：110-119.

[27] 金玉潔. 基因工程菌對(duì)偶氮染料脫色研究[D]. 大連：大連理工大學(xué)，2005.

[28] Jin R，Yang H，Zhang A，et al. Bioaugmentation on decolorization of C. I. Direct Blue 71 by using genetically engineered strainEscherichia coliJM109 (pGEX-AZR)[J].Journal of Hazardous Materials，2009，163（2-3）：1123-1128.

[29] 鄒新振，李美真. 靛藍(lán)KNR降解脫色菌的培養(yǎng)及其脫色性能的研究[J]. 染料與染色，2012（1）：56-58.

[30] 陳瑤，紅昌，吳曉玉，等. 微生物對(duì)蒽醌類染料廢水脫色的研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（18）：7896-7899.

[31] Wang Y P，Zhu K，Dong G W，et al. Bacterial community dynamics during treatment of anthraquinone dye in a hydrolytic reactor，an aerobic biofilm reactor，and a combined hydrolytic-aerobic reactor system[J].Environmental Engineering Science，2011，28（2）：121-128.

[32] Dong X，Zhou J，Liu Y. Peptone-induced biodecolorization of Reactive Brilliant Blue (KN-R) by Rhodocyclus gelatinosus XL-1[J].Process Biochemistry，2003，39（1）：89-94.

[33] Maru?incová H，Husárová L，R??i?ka J，et al. Polyvinyl alcohol biodegradation under denitrifying conditions[J].International Biodeterioration & Biodegradation，2013，84：21-28.

[34] 吳強(qiáng). 聚乙烯醇高效降解菌的篩選及降解性能的研究[D]. 杭州：浙江工業(yè)大學(xué)，2008.

[35] 張惠珍，劉白玲，羅榮，等. PVA及其復(fù)合材料生物降解研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào)，2005，22（6）：1-10.

[36] 陳朝瓊. 聚乙烯醇降解菌劑的制備及處理廢水研究[J]. 水處理技術(shù)，2012，38（6）：86-90.

[37] 王銀善，龐學(xué)軍，方慈祺，等. 共生細(xì)菌SB1降解聚乙烯醇的研究——Ⅰ. 共生細(xì)菌SB1的分離及某些性質(zhì)[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，1991，11（2）：236-241.

[38] 張興，堵國(guó)成，陳堅(jiān)，等. 一株聚乙烯醇降解菌的降解特性[J]. 化工學(xué)報(bào)，2006，57（7）：1649-1654.

[39] Bharathiraja B，Jayamuthunagai J，Jayakumar M，et al. Biodegradation of poly(vinyl alcohol) usingPseudomonas alcaligenes[J].Asian Journal of Chemistry，2013，25（15）：8663-8667.

[40] Weiss M，Denger K，Huhn T，et al. Two enzymes of a complete degradation pathway for linear alkylbenzenesulfonate (LAS) surfactants：4-sulfoacetophenone baeyer-villiger monooxygenase and 4-sulfophenylacetate esterase in comamonas testosteroni KF-1[J].Applied and Environmental Microbiology，2012，78（23）：8254-8263.

[41] Denger K，Cook A M. Linear alkylbenzenesulphonate (LAS) bioavailable to anaerobic bacteria as a source of sulphur[J].Journal of Applied Microbiology，1999，86（1）：165-168.

[42] Asok A，Jisha M S. Biodegradation of the anionic surfactant linear alkylbenzene sulfonate (LAS) byAutochthonous Pseudomonassp[J].Water，Air & Soil Pollution，2012，223（8）：5039-5048.

[43] Meng H，Xia Y，Chen H. Bioremediation of surface waterco-contaminated with zinc (Ⅱ) and linear alkylbenzene sulfonates bySpirulina platensis[J].Physics and Chemistry of the Earth，Parts A/B/C，2012，47-48：152-155.

[44] 張沖，李克勛，劉東方，等. 季銨化合物對(duì)環(huán)境的影響及微生物降解研究進(jìn)展[J]. 環(huán)境污染與防治，2009（8）：84-87.

[45] 喻方琴，葛飛，朱門君，等. 季銨鹽陽離子表面活性劑對(duì)普通小球藻和斜生柵藻的急性毒性[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012（9）：1684-1689.

[46] Takenaka S，Tonoki T，Taira K，et al. Adaptation ofPseudomonassp. strain 7-6 to quaternary ammonium compounds and their degradationviadual pathways[J].Applied and Environmental Microbiology，2007，73（6）：1797-1802.

[47] 馬強(qiáng)，王超，王星，等. 正相液相色譜法測(cè)定洗滌用品中的烷基酚聚氧乙烯醚[J]. 分析試驗(yàn)室，2008（s2）：266-268.

[48] Naylor C G. Environmental fate of alkylphenol ethoxylates[J].Soap Cosmet.Chem.Spec.，1992，68（8）：27-31.

[49] Gabriel F L P，Giger W，Guenther K，et al. Differential degradation of nonylphenol isomers bySphingomonas xenophaga bayram[J].Applied and Environmental Microbiology，2005，71（3）：1123-1129.

[50] Tanghe T，Dhooge W，Verstraete W. Isolation of a bacterial strain able to degrade branched nonylphenol[J].Applied and Environmental Microbiology，1999，65（2）：746-751.

[51] Iwaki H，F(xiàn)ujioka M，Hasegawa Y. Isolation and characterization of marine nonylphenol-degrading bacteria and description ofPseudomaricurvus alkylphenolicusgen. nov.，sp. nov[J].Current Microbiology，2014，68（2）：167-173.