微生物脫色降解染料廢水研究

王輝 韓迪 郎峰 周義卉

【摘 要】染料廣泛應(yīng)用于紡織印染、造紙印刷等行業(yè)，其產(chǎn)生的廢水嚴(yán)重污染了環(huán)境。近年來，利用微生物對染料進(jìn)行脫色降解的研究報(bào)道很多，包括細(xì)菌、真菌、藻類等。本文主要研究了五種細(xì)菌菌株、四種真菌菌株對偶氮染料的脫色、降解效果，為以后運(yùn)用微生物對染料廢水進(jìn)行脫色處理和降解研究提供參考和依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】微生物 染料 降解

1 引言

染料廢水已成為最難處理的工業(yè)廢水之一。我國是世界第一大染料出口國，在染料的生產(chǎn)和使用過程中約有10%-15%的染料隨廢水排入環(huán)境，嚴(yán)重破壞水生生態(tài)系統(tǒng)[1-3]。而染料廢水中的偶氮染料廢水，是一種含偶氮雙鍵、芳環(huán)結(jié)構(gòu)的“致突變、致畸、致癌”化合物的廢水，因其具有排放量大、組分復(fù)雜、色度大、可生化性差等特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的染料廢水處理法設(shè)備昂貴，運(yùn)行費(fèi)用較高，被認(rèn)為是最難處理的染料廢水[4]。

傳統(tǒng)的偶氮染料廢水處理方法較多，如物化法、化學(xué)法、生化法。其中，生化法在處理偶氮染料廢水中具有明顯的優(yōu)勢，已受到越來越多的關(guān)注。近幾年，國內(nèi)外大量報(bào)道了利用微生物，如細(xì)菌、真菌和基因工程菌等通過吸附或降解方式對偶氮染料廢水進(jìn)行有效處理。不僅成本低，且可以減少二次污染的產(chǎn)生，因此被認(rèn)為是染料脫色和降解最經(jīng)濟(jì)有效的方法。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1實(shí)驗(yàn)材料

材料：偶氮染料-分散染料紅30（AR30），其它所用試劑均為分析純，培養(yǎng)基為PDA。

染料溶液配制方法：將分散染料紅30（AR30）用二甲基亞砜配制成50 g/L的母液，經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾除菌備用。

2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用生長速率法[5]，在PDA培養(yǎng)基上測試五種細(xì)菌菌株對分散染料紅30（AR30）的降解脫色效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1；四種真菌對分散染料紅30（AR30）的降解脫色效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 五種細(xì)菌菌株對分散染料紅30（AR30）的降解脫色

細(xì)菌菌株

染料濃度mg/L

脫色時間h

脫色率%

Enterobacter

100

36

93

Escherichia coliJM109

150

36

80

Phodopseudomonas palustris Wl

700

12

>85

Pseudomones SP-SU EBT

400

48

97

Aermonas hydrophila

100

24

85

表2 四種細(xì)菌菌株對分散染料紅30（AR30）的降解脫色

細(xì)菌菌株

染料濃度mg/L

脫色時間h

脫色率%

Pencillum axalicum

100

1.5

91

Penicillium geastrivorus

150

36

95

Aspergillus flavus

100

24

>99

Trametes versicolor

100

5

>95

2.3 結(jié)果分析

由表1可以看出，5種細(xì)菌對分散染料紅30（AR30）的脫色率都在80%以上，其中菌株P(guān)hodopseudomonas palustris Wl在染料濃度為700 mg/L，脫色時間為48 h下，脫色率可達(dá)到85%，脫色降解效果最好。

有表2可以看出，4種真菌對染料的脫色率都在90%以上，其中菌株P(guān)encillum axalicum在1.5h內(nèi)脫色率即可達(dá)到91%，在四種真菌中對分散染料紅30（AR30）的降解脫色效果最好。同時，也是供試五種細(xì)菌中降解脫色效果最好的菌株。

3展望

生物降解是染料污染治理的重要方法，在處理工業(yè)廢水、染料廢水等方面已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。從一般尋找降解染料的微生物轉(zhuǎn)入對微生物代謝途徑、遺傳調(diào)控機(jī)制和高效基因工程菌的研究，這為染料污染的生物修復(fù)提供了可能。今后的研究方向應(yīng)該著力于具有廣譜脫色性能的新微生物類群的開發(fā)研究。利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，通過遺傳工程改良或構(gòu)建環(huán)境污染物降解菌，擴(kuò)大降解菌對污染物的降解范圍，提高其降解酶的活性，以增強(qiáng)降解菌對污染物的降解能力，進(jìn)一步提高染料生物降解的效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]章杰，曉琴.我國染料工業(yè)改革開放三十年回顧與展望[J].染料與染色，2009，23（1）：1-6.

[2]趙宜江，張艷，嵇鳴 等.印染廢水吸附脫色技術(shù)的研究進(jìn)展[J].水處理技術(shù)，2000，26（6）：315-320.

[3]姜方新，蘭堯中.印染廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，22（2）：24-27.

[4]Kariminiaae-Hamedaani H，Sakurai A，Sakakibara M.Decolorization of synthetic dyes by a new manganese peroxidase—producing white rot fungus[J].Dyes and Pigments.2007，72（2）：157-162.

[5]郎劍鋒，孔凡彬，石名旺 等.哈茨木霉對7種植物病原菌的盛放機(jī)制研究[J].河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，41（5）：32-35.