（环境工程专业论文）高生物吸附活性微生物对染料吸附脱色的研究.pdf

华南理工大学工学硕士学位论文 据吉布斯等热力学公式，求出吸附热为：dh o = 一9 0 4 5k j m o l ，确定吸附 反应为放热反应。根据吸附热值推断出吸附机理主要为疏水键力的分配作用，同 时也存在着较强的偶极间力、氢键力和范德华力的作用。在吸附动力学研究中， 求出各初始染料浓度下的反应速率常数分别为：染料浓度为2 0 0 m g l 时，速率 常数为0 0 3 0 4 h 1 ；3 0 0 m g l 时，速率常数为0 0 3 2 2 h ；4 0 0 m g l 时，速率常数为 o 0 2 7 h 一。在温度同为3 0 * ( 2 时基本为一常数，其相对误差是由微生物菌体的自身 吸附特性如疏水键力的作用所决定的。确定静止活菌体h h e a 2 6 对直接蓝2 b 的吸附过程受一级扩散反应控制。 本研究在实践和理论上的创新点主要有：利用实验室筛选的高效微生物絮 凝剂产生菌进行染料吸附脱色实验研究，为证实这些高效微生物絮凝剂产生菌对 废水中有机物去除的广谱性提供了充分的实验数据；将研究重点集中在微生物 对染料的吸附脱色环节上，吸附作用是微生物对染料脱色过程中的与降解作用相 关而独立的一个不可缺少的重要内容，本论文的研究成果为进一步深入探索微生 物对染料脱色作用机理奠定了基础；筛选出五株离生物吸附活性菌，分属于青 霉菌和曲霉菌，筛选出的高生物吸附活性菌对葸醌染料和偶氮染料都显示出良好 的吸附脱色效果，并且具有吸附量大、吸附脱色速度陕等优点。 关键词染料；菌：生物吸附：脱色； a b s t r a c t w a s t e w a t e r sf r o mt e x t i l ea n dd y e s t u f fi n d u s t r i e sa r ec o m m o n l yd i f f i c u l tt ob e t r e a t e d ，h a r m f u l t ot h e e n v i r o n m e n t ，c h a r a c t e r i z e d b y h i g hc h r o m a t i c i t y ，h i g h c o n c e n t r a t i o no f o r g a n i cc o m p o u n d s ，a n d c o n t a i n sm u c h p o i s o n o u so r g a n i c c o m p o u n d s u n a b l et ob e b i o d e g r a d e d s o m ep h y s i c a l c h e m i c a ld e c o l o r i z a t i o n t e c h n i q u e sh a v eb e e nd e v e l o p e da n dr e p o r t e db u ta r e n o tw i d e l yu s e db e c a u s eo f t h e i rh i g hc o s ta n ds o m es h o r t c o m i n g s ，f o re x a m p l e ，i tc a np r o d u c e l a r g ea m o u n to f s l u d g ed i f f i c u l tt ob ed i s p o s e d s ot h ec o n v e n t i o n a lm e t h o d i nt h ew o r l di sb i o l o g i c a l t e c h n o l o g y a n dt h ef o c u si nm a n yr e s e a r c h e si s f i x e do nb i o d e g r a d a t i o n c o m p a r e d w i t h b i o d e g r a d a t i o n ，b i o a d s o r p t i o n h a st h ec h a r a c t e r i s t i c so f h i g h r a t e d e c o l o r i z a t i o n ，c a ne f f i c i e n t l ya d s o r ba n dd e c o l o r i z ed i f f e r e n tt y p e so fd y e s ，a n di t h a ss a f em e t a b o l i z e dp r o d u c t s ，w h i c hm a yp r o v i d ea ne c o n o m i c a la n df e a s i b l ew a y t or e c y c l i n gw a s t ew a t e rc o n t a i n i n gd y e s t u f f t h e s t u d y f o c u s e do nt h e a d s o r p t i v ec a p a c i t y o ft h es i x h i g h l y e f f e c t i v e f l o c c u l a n t p r o d u c i n gs t r a i n sd e c o l o r i z i n gd i f f e r e n td y e s f i r s t l yt h eg r o w t h c u r v e so f e a c hs t r a i na n dt h e i ra d s o r p t i v e c a p a c i t yt o t h ea z od y ed i r e c tb l u e2 ba n dt h e a n t h r a q u i n o n ed y ed i s p e r s e b l u e2 b l nw e r es t u d i e d ，a n dt h es t r a i n sc a m ei n t o l o g a r i t h m i cp h a s ea f t e r2d a y sa n da p p r o p r i a t ep h c o n d i t i o nw a s6 - 7 b a s e do nt h i s ， f i v e b i o a d s o r p t i o ns t r a i n s6 。、7 8 、8 + 、2 1 + a n d2 6 8w e r ep i c k e do u t w h i c hc o u l d d e c o l o rt h et w o d y e sc o m p l e t e l yi nas h o r tt i m e b yo b s e r v i n gt h ec h a r a c t e r i z a t i o na n di n d i v i d u a lm o d a l i t yo ft h ef i v es t r a i n s ， a n dw i t ht h ea p p r a i s a lo fg u a n g d o n gd e t e c t i o nc e n t e ro fm i c r o b i o l o g y ，t h es t r a i n s 8 ”a n d2 6 4a r ea s p e r g i l l u s f u m i g a t u sa n da s p e r g i l l u sv e r s i c o l o r ，r e s p e c t i v e l y ，n a m e d a sh h e a 8a n dh h e a 2 6 r e s p e c t i v e l y ；6 4 、7 + a r eb o t hp e n i c i l l i u mp u r p u r o g e n u m ， n a m e da sh h e 6a n dh h e p 7 ，r e s p e c t i v e l y ；2 1 4i sp e n i c i l l i u mc y c l o p i u m ，n a m e da s h h e p 2 1 t h es t u d ya l s o i n v e s t i g a t e dv a r i o u s i n f l u e n c ef a c t o r so ft h ef i v es t r a i n so n a d s o r p t i o na n dd e c o i o r i z a t i o n ，a n d t h ec h a n g e dc o n d i t i o n si n f l u e n c i n gt h ea d s o r p t i o n a n dd e c o l o r i z a t i o ne f f e c ta n dg r o w t ho ft h ef i v es t r a i n s ，t od e m o n s t r a t eh o wt h e c h a n g i n gr a n g ea n ds p e e do fd y ec o n c e n t r a t i o ni n s o l u t i o na f f e c t e da d s o r p t i o na n d d e c o i o r i z a t i o no fs t r a i n s t h ec o n c l u s i o ni sa sf o l l o w s ：t h ea p p r o p r i a t ec a r b o ns o u r c e i sg l u c o s eo f15 l ；t h eb e s tn i t r o g e ns o u r c ei st h em i x t u r eo fi n o r g a n i cn i t r o g e na n d o r g a nn i t r o g e n ：( n h 4 ) 2 s 0 4o 5 ，c a r b a m i d eo 5 ，y e a s t e x t r a c t1 ；t h es e l e c t e d s a l i n i t yi so 2 ：t h ea p p r o p r i a t et e m p e r a t u r ea n dp h v a l u ei s3 0 c 一3 5 0a n d6 8 华南理工大学工学硕士学位论文 r e s p e c t i v e l y ；a d s o r p t i v ec a p a c i t yo fg r o w i n gl i v i n gm y c e l i u mi sb e s t 。f o l l o w e db y t h er e s t i n gl i v i n gm y c e l i u m ，a n dd e a dm y c e l i u m i sw o r s t t h eb e s tc u l t i v a t i n gc o n d i t i o nf o rs t r a i n s h a v i n gb e t t e ra d s o r p t i o ne f f e c tw a s a l s ot h e t a r g e t o ft h e s t u d y o r t h o g o n a lt e s t w a sc o n d u c t e dt oe s t a b l i s ht h eb e s t c u l t i v a t i n gc o n d i t i o nf o rt h e s t r a i n s d e c o l o r i z a t i o no fd y e s t h em o s ti m p o r t a n t t h r e ef a c t o r st o d i s c o l o r i n gd y e sa r ec a r b o ns o u r c e ，s a l i n i t ya n dp h v a l u e a n dt h e b e s tc u l t i v a t i n gc o n d i t i o nf o rs t r a i nh h e 6i s ：t h ec o n c e n t r a t i o no fc a r b o ns o u r c ei s 15 9 l ，s a l i n i t yi s0 5 ，p hv a l u ei s7 ：s t r a i nh h e p 7i s ：t h ec o n c e n t r a t i o no fc a r b o n s o u r c ei s2 0 9 l ，s a l i n i t yi so 2 ，p hv a l u ei s6 ；s t r a i nh h e - a 8i s ：t h ec o n c e n t r a t i o n o fc a r b o ns o u r c ei s 1 5 9 l ，s a l i n i t yi s0 ，0 5 ，p hv a l u ei s6 ；s t r a i nh h e p 2 1i s ：t h e c o n c e n t r a t i o no fc a r b o ns o u r c ei s 1 5 9 l ，s a l i n i t y i s 0 5 ，p h v a l u ei s7 ：s t r a i n h h e a 2 6i s ：t h ec o n c e n t r a t i o no fc a r b o ns o u r c ei s 1 0 9 l ，s a l i n i t yi s0 2 ，p hv a l u e i s6 a t l a s t ，t h e s t r a i nh h e a 2 6 s a d s o r p t i o n e f f e c to nd i r e c tb l u e 2 bw a s i n v e s t i g a t e d ，a n dt h em e c h a n i s m o ft h es t r a i n sa d s o r p t i o no f d y e sf r o mt h ea s p e c to f t h ea d s o r p t i o nt h e r m o d y n a m i c sa n da d s o r p t i o nd y n a m i c sw a sa l s os t u d i e d i nt h e a d s o r p t i o nt h e r m o d y n a m i c sr e s e a r c h t h ea d s o r p t i o nc a l o r i cw a sc a l c u l a t e d ：a 铲2 9 0 4 5k j m 0 1 t h e r e f o r et h ep r o c e d u r ei sa ne x o t h e r m i cr e a c t i o n a c c o r d i n gt ot h e a d s o r p t i v ec a l o r i c ，t h ea d s o r p t i o n m e c h a n i s mc o u l db ee x p l a i n e da sm a i n l yt h e d i s t r i b u t i n ge f f e c to fd r a i n a g ef o r c e ；t h e r ec o e x i s t st h ee f f e c to fs t r o n gd i p o l ef o r c e ， h y d r o g e nb o n df o r c ea n dv a nd e rw a a l sf o r c e a d s o r p t i o nd y n a m i c sr e s e a r c ha i m e d a tg e t t i n gt h er e a c t i o nr a t ec o n s t a n tb ya n a l y z i n gt h ef a c t o r si n f l u e n c i n ga d s o r p t i o n r a t e ，b a s e do nd a t as i m u l a t e dl i n e a re q u a t i o n w h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fd y ew a s 2 0 0 m g l ，t h e r e a c t i o nr a t ec o n s t a n tw a s0 0 3 0 4 h ；t h ec o n c e n t r a t i o no fd y ew a s 3 0 0 m g l ，t h er e a c t i o n r a t ec o n s t a n tw a s0 0 3 2 2 h “；t h ec o n c e n t r a t i o no fd y ew a s 4 0 0 m g l ，t h e r e a c t i o nr a t ec o n s t a n tw a s0 0 2 7 h 一i t w a sac o n s t a n tw h e na l l t e m p e r a t u r e sw e r e3 0 c + a n dt h er e l a t i v ee r r o rw a s d e c i d e db yt h ec h a r a c t e r i s t i co f m i c r o b es u c ha sd r a i n a g ef o r c e t h i sl e a dt oac o n c l u s i o nt h a ta d s o r p t i o np r o c e d u r e o fr e s t i n gl i v i n gm y c e l i u mh h e a 2 6t od i r e c tb l u e 2 bi s u n d e rt h ec o n t r o lo ft h e f i r s t o r d e rd i f f u s i o nr e a c t i o n t h ei n n o v a t i o no ft h es t u d yi sa sf o l l o w s ：u s i n g t h e h i g h l y e f f e c t i v e f l o c c u l a n t p r o d u c i n gs t r a i n ss e l e c t e di nt h el a bt oc o n d u c t e x p e r i m e n t a ls t u d yo nd y e a d s o r p t i v ed e c o l o r i a z t i o n ，a n dt h e r ea r ee n o u g he x p e r i m e n t a ld a t ah e r e t o s u p p o r t t h eb r o a ds p e c t r u mo fh i g h l ye f f e c t i v ef l o c c u l a n t p r o d u c i n g s t r a i n s e f f e c to nt h e a d s o r p t i v ed e c o l o r i z a t i o na s p e c to fd y e s t h e r e s e a r c hf o c u s e so nt h ea s p e c to f m i c r o b e se f f e c to nt h ea d s o r p t i v ed e c o l o r i z a t i o no fd y e s ，a d s o r p t i v ee f f e c ti s d e g r a d a t i o n r e l a t e da n di n d i s p e n s a b l ei n d e p e n d e n ti m p o r t a n ta s p e c ti nt h ep r o c e d u r e o f d y e sd e c o l o r i z a t i o nb ym i c r o b e t h ep r e s e n ts t u d yp r o v i d e saf u r t h e re x p l o r a t i o n t od y e sd e c o l o r i z a t i o nm e c h a n i s mb ym i c r o b e ( t h ef i v es t r a i n ss e l e c t e df r o m t h e h i g h l y e f f e c t i v e f l o c c u l a n t p r o d u c i n g s t r a i n s p r e s e r v e d i nt h e l a b b e l o n g t o p e n i c i l l u r na n d a s p e r g i l l u s ，r e s p e c t i v e l y t h e y s h o w e di d e a l a d s o r p t i v e d e c o l o r i z a t i o ne f f e c to n a n t h r a q u i n o n ed y e s a n da z o d y e s ， a n da l s oh a dt h e a d v a n t a g eo fl a r g ea d s o r p t i v ea m o u n t a n dh i g h r a t ea d s o r p t i v ed e c o l o r i z a t i o n ，e t c k e y w o rd s ：d y e s t r a i n s b i o a d s o r p t i o n d e c o l o r i z a t i o n v 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：汐蜂 日期：抄；年占月却日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密翻。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 导师签名： 日期：沙 年6 月矽日 日期：圳；年占月2 0 日 第一章绪论 第一章绪论弟一早三；百t 匕 1 1 研究背景 染料废水源于染料工业及印染行业，具有色度太，有机物浓度高，组分复杂， 难生物降解物质多，含有大量的无机盐、硫化物等特点，是目前最难处理的工业 废水之【”。 染料分子由于其人工合成的复杂的芳香烃分子结构而更加难于去除，这些结 构在设计制造时便是为了在水环境或在光照和有氧化剂的条件下稳定存在。目前 世界染料年产量约为( 8 0 09 0 0 ) x1 0 3 t ，我国年产量己达1 5 0 x1 0 3t ，居世界 前列f ，j 。这其中大约有l o 1 5 的染料会直接随废水排入环境中p j 。在我国这 种现象更为严重，根据1 9 9 8 年环境公报的数据目前我国工业废水治理率约为 8 7 4 ，治理合格率仅为已有装置处理总量的6 3 【4 】。 染料废水对环境有很大的影响。染料废水中含有多种具有生物毒性或三致性 能的有机物难以采用常规处理方法进行治理。尤其是废水中残存的染料组分即 使浓度很低，排入水体也会造成水体透光率降低，导致水体生态系统的破坏 5 】。 染料的降解产物多为联苯胺等一些致癌的芳香类化合物，医学科学己证明【6 l ： 8 0 9 0 的癌症与环境因子有关，而已发现的致癌物中十之八、九是有毒有机 化合物。德国在发现部分以芳香胺为基础的偶氮染料用于印染织物会对人体产生 不利影响后己禁止使用和进口这些偶氮染料，印度也在准备禁止类似偶氮染料的 生产和使用 l 。因此，对染料废水采取合理有效的方法处理其含有的染料等有毒 有害物质对人类健康和环境的保护都有着重要的积极意义。 染料废水的处理方法主要有物化方法和生物法。目前常用的物化技术有吸附 脱色技术、混凝沉淀技术、化学氧化技术、离子交换技术、超滤膜脱色技术、光 催化技术、高压脉冲电解技术等【s 叫0 1 。物化方法比较有效，但存在处理费用高 产生大量难处理的污泥以及还可能造成二次污染等问题。 目前国内外染料废水处理以生物法为主，常用的生物处理方法有好氧处理， 厌氧处理和好氧厌氧处理三种。其中又以好氧处理与厌氧好氧处理为主u 川。 目前已有大量具体的可降解染料的微生物的报告【i 。t 4 。研究者一般从染料工业 废水处理设备中分离出能吸附降解染料的菌株，经扩大培养后加入活性污泥或其 它生物处理系统中以提高处理效果，有时也用固定化细胞法将菌株固定在载体上 进行投加。通过富集培养等技术，从受污染的环境中分离到许多可降解染料的微 生物。这些微生物主要包括：磷酸盐还原菌、硫酸盐还原菌、反硝化菌、芽孢杆 菌、梭杆菌、产碱杆菌、柠檬酸菌、肠道细菌、酵母菌等，这些菌株大多只能在 厌氧条件下不完全降解染料，使其应用范围受到限制；假单孢菡的某些菌株、琏 华南理工大学工学硕士学位论文 霉菌和白腐真菌等可用某些染料作为唯一碳源，在有氧条件下降解多种人工合成 的染料，并能最终将其矿化为c 0 2 和h 2 0 。由于菌株的适应能力和退化问题， 投菌法在实际应用中还不是非常普遍。但作为一种解决染料废水污染问题的有效 方法，国内外专家在寻求高效降解菌种方面已经做了大量的工作，它仍是今后污 水处理的发展方向之一。 目前，利用微生物法对染料脱色国内外大多数研究集中在微生物对染料的降 解作用上，而对降解作用的前序阶段一一吸附作用往往关注不多。c r i p p s 等提出， 在微生物对液体中的染料分子的生物去除中，菌体对染料的吸附和降解是两个独 立而相关的过程 1 ”。与生物降解相比，生物吸附具有脱色速度快，对染料具吸 附广谱性，不会产生有毒的代谢产物，而且还有可能为含染料废水的大规模处理 和回收提供一条经济可行的途径等优点。因此一些学者正尝试用生物吸附的方法 脱除染料废水色度，但有关这方面的研究还只有个别报道【i 帆】。 1 2 国内外研究现状 利用脱色菌种投菌法去除染料废水色度在美国、德国、日本、中国等国家都 己被采用【i 引。对于染料分解菌的研究初始只有肠内厌氧菌对偶氮染料的降解 但在厌氧条件下，偶氮裂解的芳香胺类化合物虽无色却具毒性及致癌性 9 2 0 1 。 t 9 8 1 年y a t o m e 等【2 “，以p s e u d o m o n s ap e s u d o m a l l e i 分解偶氮染料。t 9 8 2 年 z i m m e r m a n n 等及k l u g 和r e d d y1 2 2 1 自p s e u d o m o n a ss p 中纯化出偶氮还原酶 可催化偶氮染料的分解。t 9 8 5 、1 9 8 6 年m i c h a e l s 及l e w i s 拉l “j ，用b a c i l l u s c e r e u s 、 e s c h e r i c h i ac o l i 及自然界分离菌对染料的分解研究中，未有重大发现。 在细菌方面，最早的报道见于1 9 7 7 年，h o r i t s u 2 5 1 分离出可以降解偶氮染料 的细菌b a c i l l o ss u b r i l i si f 0 3 0 0 2 ：p k w o n g 2 6 1 等人于1 9 9 6 年分离得到一种 可以降解甲基红的细菌k l e b s i e l l ap s e u m o n j n er s 一1 2 。在真菌方面，研究最多 的是白腐真菌p h a n e r o c h a e t ec h r o s o s p o r i u m 。1 9 8 0 年就有报道【2 ”介绍了两种白腐 真菌pc h r o s o s p o r i u m 和t i n c t o p o t i as p 对含木质素的纸浆和造纸废水的生物 脱色情况：1 9 8l 年c o r s o 等28 】利用n e u r o s p o r ac r a s s a 进行染料分解作用，效果良 好；1 9 8 5 年k w a s n i e w s k a 2 9 1 用r h o d o t o r u l as p 及r h o d o t o r u i ar u b r a 分解结晶紫，4 天之内即完全分解。1 9 8 8 年b u m p u s 及b r o c k 口0 】用白腐菌p h a n e r o c h a e t t c h r y s o s p o r i u m 进行结晶紫的分解试验，效果良好。白腐菌以前一直应用在木质素 的分解研究上，自此以后，由于白腐菌具有非特异陛的、氧化还原性的胞外降解酶 系和对异生物质的广谱降解能力，其应用于废水处理的研究竟成为环境保护研究 领域的一个热点1 3 “。 我国在利用微生物投菌处理染料废水的研究和应用方面尚处于实验室阶段。 在高生物吸附活性菌种的筛选和选育方面，己经见诸报道的有文湘华等筛选选育 的水谷鞘氨醇杆菌s p h i n g o b a c t e r i u mm i z u t a i i 对活性翠兰k n g 具有较好的脱色 2 第一章绪论 效果 ”，该菌株在半连续试验中，染料浓度为2 0 m g j l 的条件下，对活性翠兰 k n g 的脱色率可达7 7 ；董新姣等筛选出对直接冻黄( g ) 有较好脱色性能的菌 株无花果霉菌a s p e r g i l l u sf i c u “r a 3 孙，在搅拌条件下，菌丝球能在2 4 h 内使初始 浓度为5 0 m g l 的直接冻黄g 溶液脱色9 0 以上，等等。如前所述，国内外在微 生物对染料脱色研究方面更多地注重于对染料的降解研究上，至于微生物的吸附 j 生能的研究工作则偏重于对重金属和其它些典型有机物的吸附。关于微生物对 染料的吸附脱色研究的报道较少，主要有辛宝平等筛选的菌株n k s 1 6 对溴氨酸 的脱色效果明显 3 4 1 ，青霉菌g x 2 对葸醌染料表现出优良的吸附性能 35 1 ，对起始 浓度为1 2 0 m g t l 的分散蓝2 b l n 4 8 h 内吸附完全，活性艳蓝k n r 在7 2 h 内脱色 1 0 0 ，酸性蒽醌蓝在8 4 h 脱色率达9 6 ，溴氨酸在1 2 0 h 吸附9 l ；陈勇生等 对盐泽螺旋藻( 跏i r u l i n as u b s a l s a ) 对碱性艳蓝b o 、活性艳蓝k n r 、酸性大红 4 b s 、深棕m m 、黑g 、湖蓝5 b 和黑a t t 七种染料的吸附行为【m j ；李蒙英等研 究的青霉菌g i 对偶氮染料s u 9 、葸醌染料艳紫k n b 染料的吸附脱色效果较好， 并能使菌丝脱色后再生其脱色能力p ”。 1 2 1 染料脱色微生物的种类 目前发现能对染料脱色的微生物种类很多，主要有真菌、细菌和藻类三种 1 1 。 i 2 t 1 真菌脱色 表1 一l 给出了目前发现的一些能对染料脱色的真菌。 真菌中研究最多的是白腐真菌p h a n e r o c h a e t ec h r o s o s p o r i u m 。1 9 8 0 年就有报 道【 7 1 介绍了两种白腐真菌尸c h f o s o s p o r i u m 和t i n c t o p o t i as p 对含木质素的纸 浆和造纸废水的生物脱色情况，两种真菌都是通过微生物降解聚合的木质素分子 达到除色的效果。木质素分子是一种结构非常复杂，含许多苯环的化合物。以后 的研究发现该菌对许多传统上认为不能降解的化合物有很好的降解效果包括许 多染料在内。进步研究发现口”：该菌的降解作用主要依靠一些由细胞分泌排 入水体的含亚铁血红素的过氧化酶：木质素过氧化酶( l i p ) 和锰过氧化酶( m n p ) ， 以及一个能将水中的0 2 转化为h 2 0 2 的酶系统。其中木质素过氧化酶只有在环境 中含有较少的氮源时才会起作用3 8 4 0 i 。s p a d a r d t 3 9 1 等使用了1 2 m m o l l 与 2 4 m m o l l 两种浓度的酒石酸氨作对比实验，发现富氮时的色度去除率只有缺氮 时的i 5 0 。m a t t h e wt a t a r k o l 4 0 】等利用只c h z - o s o s p o r j u m 降解刚果红，在非 木质素条件( 富氮环境) 和木质素条件( 缺氮环境) 下均有明显的吸附现象，但只有 后一种情况会有进一步的降解发生，说明木质素酶对该染料的降解有重要作用和 缺氮环境对木质素酶的重要性。但也有不同报道，j o h n a b u m p u w 【4 等在研究中 发现pc h r o s o s p o r u m 在富氮条件下对染料结晶紫有很好的降解效果，说明除木 质素过氧化酶外，锰过氧化酶或其它酶也能有效降解染料。许多研究发现藜芦基 醇( v e r a t r y la l c o h 0 1 ) 对尸tc h r o s o s p o r i u m 降解染料具有很大的促进作用【4 。“】， 3 兰查墨三奎兰三兰堡圭兰堡丝苎 般认为藜芦基醇存在促进了木质素的活性。由于系统是胞外酶在起作用，因而能 降解一些不溶于水的物质，另一方面有毒物质不能进入细胞内，从而不抑制细胞 生长，使其可以降解毒性很高的物质或提高处理对象的浓度。 根据报道发现另外许多真菌也能对一些染料有去色效果。m a r i e c h r i s t i a n e b r a h i m i h o r n 【4 副等发现真菌m y r o t h e c i u nv e r r u c a r i a 可以在5 h 内有效去除染料 o r a n g e i i ( 7 0 ) 、1 0 b ( 8 6 ) 、r s ( 9 5 ) ，这其中很大一部分是吸附在起作用，在4 5 9 菌体儿溶液中经5 h 后吸附可达o 2 9 染料几溶液。k i t o h ( 4 6 1 等发现真菌c o r i o l u s v e r s i d o l o r 可降解蒽醌染料p v l 2 ，在1 0 0 1 x m g l 浓度条件下1 4 d 内可完全降解。 j e r e m ys k n a p p 【47 l 等发现另一种真菌f 2 9 ( 未鉴定) ，该菌可以降解染料o r a n g e i i ，在1 0 0 m g l 浓度下2 d 可基本降解。实验发现该菌降解染料效果与溶液中含 氮量多少没有关系，但与m n “有关说明该菌可能分泌m n ( i i ) 过氧化酶，但不存 在木质素过氧化酶。 表1 一l可用于染料脱色的真菌 t a b 1 1f u n g iu s e df o rd i s c o l o r i n gd y e s 脱色真菌染料浓度脱色率时间文献号 f u n g u sf 2 9o r a n g e 1 0 0 0 m g l l 9 8 2 d4 7 o r a n g e i i 5 7 1 x m g l 1 0 0 2 d 尸h a n e r o c h s e t e t r o r ，a e o l i n 0 6 3 p m g l 9 6 2 d 3 8 c h r o s o s p o r i u m 刚果红 7 6 i t m g t l 9 5 2 d a z u r eb16 i x m g t l1 0 0 2 d p c h r o s o s p o r i u m 偶氮染料 1 5 0 m g l 2 7 9 9 1 5 d4 8 n m e t e sv e r s i o l o r酸性染料 1 0 0 m l 7 5 9 5 2 4 h4 9 p e h r o s o s p o r i u m 刚果红 5 0 0 m l 8 0 2 0 0 h4 0 p c h r o s o s p o r i u m 结晶紫 1 2 3 h m g l 1 0 0 2 4 h4 l c o r i o l u sv e r s i o l o r p i g e n t v i o l e t0 1 m m g t l l o o 1 4 d4 6 p c h r o s o s p o r i u m 偶氮染料 未知2 3 1 4 8 1 1 2 d4 l o r a n g e 2 0 0 m g t l 7 0 5 h m y r o t h e e u m 1 0 b 2 0 0 m g t l 8 6 5 h4 5 v e r r “c d r l c r s 2 0 0 m g l 9 5 5 h mv e r r u c a r i ab c d 1r s 2 5 0 m g l 9 8 2 4 h5 0 彤e r k a n d e r aa d u s t e 偶氮染料 1 9 0 5 l 4 第一章绪论 l l _ - _ _ _ _ l _ l _ _ _ _ _ i _ l _ _ 自i _ t j _ _ 日_ 一_ 1 2 1 2 细菌脱色 许多细菌对染料具有很好的脱色效果，如表1 2 。 最早的报道见于1 9 7 7 年，h o r i t s u m l 分离出可以降解偶氮染料的细菌 b a c i i l o ss u b r i l i s i f 0 3 0 0 2 。p k w o n g 口副等人于1 9 9 6 年分离得到一种可以降 解甲基红的细菌g l e b s i e l l ap s o u m o n i n er s 一1 2 ，研究发现该菌无论在静止条件 还是在摇动条件下均对甲基红有非常好的降解效果，加入葡萄糖或( n h 4 ) 2 s 0 4 可 以促进降解，但加入乙醇没有促进效果。t l h u 5 4 1 等人发现的菌株p s e u d o m o n a s l u t e o l a 正好相反，该菌在完全静止或完全摇动的条件下均不降解染料，但在2 d 摇动+ 2 d 静止的条件下对染料r e d g 、r b b 、r p 2 b 、v 2 r p 的降解效果分别可达 3 7 4 、9 3 2 、9 2 4 、8 8 ，水中含氮量对降解效果没有影响。 表1 - 2可用于染料脱色的细菌 t a b 1 - 2b a c t e r i au s e df o rd i s c o l o r i n gd y e s 脱色细菌染料浓度脱色率时间文献号 k l e b s i e l l ap n e u m o m i a e 甲基红 1 0 0 m g 几 1 0 0 2 d5 3 r s 1 3 a c e t o b a c t e rl i q u e f a c i e n s 甲基红 l o o m g l l 7 d5 3 s 1 p s e u d o m o n a sl u t e o l a r p z b1 0 0 m g l 9 5 1 5 d5 5 s t r e p t o m y c e ss p p 偶氨染料 5 0 m g t l 0 - 9 0 1 5 d4 8 r e dg3 7 4 4 d r b b9 3 2 4 d p s e u d o m o n a sl u t e o l a未知5 4 r p , b9 2 4 4 d v ，r p8 8 4 d 3u m t m i n g s p h i n g o m o n a ss p b n 6 a m a r a a t h 0 5 m m g l l 5 7 ，5 8 d r o t e l n s t r a i ns 5c