偶氮染料活性黑5脱色菌的分离鉴定和脱色条件的研究
摘要：近年来，纺织印染工业产生的废水已成为当今最难处理的废水之一，其中偶氮染料又是染料废水中重要的污染物。在染料的生产和使用过程中，偶氮染料所占比例最大，约占总染料产量的60%以上。染料工业废水成分非常复杂，不仅含有染料、染料中间体及各种辅料，还含有汞、镉、铬等重金属和无机盐类;加之废水水质与组分多变，使得染料工业废水成为浓度、色度、盐度高而难处理的有机工业废水，尤其是色度的去除已成为一大环境难题。本文利用活性污泥中丰富的微生物对偶氮染料活性黑5进行脱色研究，从多株菌种中分离出最佳脱色菌，经过鉴定为白地霉，并进一步研究了pH、盐度等对该菌株脱色偶氮染料活性黑5的影响。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 实验材料和仪器 2
1.1.1 实验材料 2
1.1.2 实验仪器 3
1.2 实验方法 3
1.2.1 最大吸收波长确定 3
1.2.2 脱色率测定方法 4
1.2.3 分离培养 4
1.2.4 菌种鉴定 4
1.2.5 pH对脱色的影响 4
1.2.6 盐度对脱色的影响 4
2 结果与分析 5
2.1 筛选分离的结果 5
2.2 形态学鉴定 5
2.3 分子生物学鉴定结果 5
2.4 pH对脱色的影响 6
2.5 盐度对脱色的影响 7
3 讨论 7
3.1 菌种的分离和鉴定 7
3.2 脱色效果 7
3.3 pH对菌株脱色的影响 7
3.4 盐度对菌株脱色的影响 7
致谢 8
参考文献 8
偶氮染料活性黑5脱色菌的分离、鉴定和脱色条件的研究
引言
随着纺织印染工业的迅速发展，其产生的废水已成为当今最难处理的废水之一，其中偶氮染料又是染料废水中重要的污染物。有资料显示，在2000年至2012年期间
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
，我国染料工业中的染料产量复合增长率超过8.0%，发展迅速；2012年我国染料产量高达83.3万吨，同比增长了7.85%，占世界染料总产量65%以上。从品种来看，分散染料是染料生产总量中占比最大的品种。2012年，我国分散染料的产量大约为36.65万吨，所占比例约为44%，活性染料是第二大染料品种，2012年该类染料的产量约为26.66万吨，占比达到24.80%[1,2]。
染料在纺织、皮革、塑料、涂料、医药及食品等工业中应用广泛，染料在生产和使用过程中会产生大量废水，而且大多数染料废水因含有芳香族化合物，组成复杂，色度大。大量的染料进入水体后造成水体色度升高，影响入射光线的穿透，从而影响水底植物的光合作用和水生动物的生长使水质变差，染料废水成为对环境有严重污染且难生物降解的废水之一。偶氮染料、蒽醌染料、三苯甲烷染料是使用最广泛的三类染料。其中，偶氮染料又是用量最大的一类，约占全部染料的70%[3]，包括活性染料、酸性染料、阳离子染料、分散染料等等。由于偶氮染料的前体及其降解产物芳香胺都具有很大的毒性和致畸致癌性[4]，国内外对于偶氮染料的脱色和降解都进行了相关的研究。
近20年来，有机合成染料得到了极其广泛的应用，产量和品种发展迅速，随之带来的染料废水也成为了最难处理的工业废水之一，主要是因为染料是一种合成的含有复杂芳环结构的化合物，很难被降解[5]。据统计，在染料的生产和使用屮，大约10%左右的染料以含染料废水的形式排放到环境中，这些染料大多数属于具有生物毒性或三致性的有机物，对环境造成了极大危害，而且染料种类繁多，其中偶氮染料又是应用最广泛，占总染料比例60%以上的一类。
在处理染料废水的过程中，由于种种弊端，采用传统化学物理方法已经很难处理大规模的印染废水，不少学者都把目光放在了生物处理方法上。生物技术在各个领域范围内都得到了广泛的运用，并且具有广阔的发展空间，在给排水和水处理领域更是如此。相比物理法和化学法，生物法对染料废水的处理成本更低廉，对环境产生的二次污染更小，具有较好的经济效益和环境效益。一般的生物处理方法对废水中色度的去除率，普遍较低。为了更好的解决脱色问题，国内外学者对染料的微生物降解进行了广泛的研究，现今已有许多报道关于可脱色染料的微生物，包括细菌、真菌和藻类[6]。很多学者[7,8,9]从污泥和土壤中筛选和纯化出多种对染料具有高效脱色能力的菌种，并对其特性和各种脱色条件进行研究。除此之外，还通过各种固定化作用将其附载于各种载体上发挥更强的脱色作用，并逐步研究其在实际工程中的应用。微生物的生长除了必须的营养物质以外，也需要适宜的生长环境，我们将影响微生物生长的这些因素统称为生长因子[10]。这些生长因子都包括温度、pH、氧气等等[11]。由于菌株特性不同，其对染料进行脱色时所需要的最适条件也会各异，因此研究菌株对染料进行脱色的最适条件，在将来对于脱色菌株在污水中的治理具有重要意义，国内外关于细菌对染料的脱色条件都进行了广泛的研究。
因此筛选和研究具有优良脱色性能混合菌群将为染料废水大规模生物处理提供理论基础，对应用于实际工程中的研究意义深远。
本研究从污泥中筛选分离出一株对偶氮染料活性黑5有显著脱色效果的菌株，并对其进行分子生物学鉴定，之后，将利用先前分离纯化得到的菌株FD16，通过改变pH、盐度来研究菌株对活性黑5脱色的影响。
1 材料与方法
1．1 实验材料和仪器
1．1．1 实验材料
①活性污泥：取自江苏某染料厂
②染料：偶氮染料活性黑5，染料分子式为C26H21N5Na4O19S6，相对分子量为991.82，分子结构如图11所示。活性黑5性状为黑色粉末状，水溶解度(20℃)>10g/L，其水溶液呈蓝光黑色，是印染行业中广泛使用的一种活性染料。
图11 活性黑5结构图
③试剂：KH2PO4（AR），MgSO47H2O（AR），蛋白胨（BR），葡萄糖（AR），H2SO4（AR），NaOH（AR），NaCl（AR），琼脂（AR）
④培养基类型：富集培养基50ml，染料培养基50ml，固体染料培养基。
富集培养基：KH2PO4（AR），MgSO47H2O（AR），蛋白胨（BR），葡萄糖（AR），琼脂（AR）。
染料培养基：在富集培养基的基础上加入偶氮染料活性黑5，使浓度为0.01g/L、0.03g/L、0.05g/L。
固体染料培养基：在染料培养基的基础上加上1520g/L琼脂，浓度设置为0.05g/L。
以上培养基在使用前均经过121℃高压灭菌20min。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 实验材料和仪器 2
1.1.1 实验材料 2
1.1.2 实验仪器 3
1.2 实验方法 3
1.2.1 最大吸收波长确定 3
1.2.2 脱色率测定方法 4
1.2.3 分离培养 4
1.2.4 菌种鉴定 4
1.2.5 pH对脱色的影响 4
1.2.6 盐度对脱色的影响 4
2 结果与分析 5
2.1 筛选分离的结果 5
2.2 形态学鉴定 5
2.3 分子生物学鉴定结果 5
2.4 pH对脱色的影响 6
2.5 盐度对脱色的影响 7
3 讨论 7
3.1 菌种的分离和鉴定 7
3.2 脱色效果 7
3.3 pH对菌株脱色的影响 7
3.4 盐度对菌株脱色的影响 7
致谢 8
参考文献 8
偶氮染料活性黑5脱色菌的分离、鉴定和脱色条件的研究
引言
随着纺织印染工业的迅速发展，其产生的废水已成为当今最难处理的废水之一，其中偶氮染料又是染料废水中重要的污染物。有资料显示，在2000年至2012年期间
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
，我国染料工业中的染料产量复合增长率超过8.0%，发展迅速；2012年我国染料产量高达83.3万吨，同比增长了7.85%，占世界染料总产量65%以上。从品种来看，分散染料是染料生产总量中占比最大的品种。2012年，我国分散染料的产量大约为36.65万吨，所占比例约为44%，活性染料是第二大染料品种，2012年该类染料的产量约为26.66万吨，占比达到24.80%[1,2]。
染料在纺织、皮革、塑料、涂料、医药及食品等工业中应用广泛，染料在生产和使用过程中会产生大量废水，而且大多数染料废水因含有芳香族化合物，组成复杂，色度大。大量的染料进入水体后造成水体色度升高，影响入射光线的穿透，从而影响水底植物的光合作用和水生动物的生长使水质变差，染料废水成为对环境有严重污染且难生物降解的废水之一。偶氮染料、蒽醌染料、三苯甲烷染料是使用最广泛的三类染料。其中，偶氮染料又是用量最大的一类，约占全部染料的70%[3]，包括活性染料、酸性染料、阳离子染料、分散染料等等。由于偶氮染料的前体及其降解产物芳香胺都具有很大的毒性和致畸致癌性[4]，国内外对于偶氮染料的脱色和降解都进行了相关的研究。
近20年来，有机合成染料得到了极其广泛的应用，产量和品种发展迅速，随之带来的染料废水也成为了最难处理的工业废水之一，主要是因为染料是一种合成的含有复杂芳环结构的化合物，很难被降解[5]。据统计，在染料的生产和使用屮，大约10%左右的染料以含染料废水的形式排放到环境中，这些染料大多数属于具有生物毒性或三致性的有机物，对环境造成了极大危害，而且染料种类繁多，其中偶氮染料又是应用最广泛，占总染料比例60%以上的一类。
在处理染料废水的过程中，由于种种弊端，采用传统化学物理方法已经很难处理大规模的印染废水，不少学者都把目光放在了生物处理方法上。生物技术在各个领域范围内都得到了广泛的运用，并且具有广阔的发展空间，在给排水和水处理领域更是如此。相比物理法和化学法，生物法对染料废水的处理成本更低廉，对环境产生的二次污染更小，具有较好的经济效益和环境效益。一般的生物处理方法对废水中色度的去除率，普遍较低。为了更好的解决脱色问题，国内外学者对染料的微生物降解进行了广泛的研究，现今已有许多报道关于可脱色染料的微生物，包括细菌、真菌和藻类[6]。很多学者[7,8,9]从污泥和土壤中筛选和纯化出多种对染料具有高效脱色能力的菌种，并对其特性和各种脱色条件进行研究。除此之外，还通过各种固定化作用将其附载于各种载体上发挥更强的脱色作用，并逐步研究其在实际工程中的应用。微生物的生长除了必须的营养物质以外，也需要适宜的生长环境，我们将影响微生物生长的这些因素统称为生长因子[10]。这些生长因子都包括温度、pH、氧气等等[11]。由于菌株特性不同，其对染料进行脱色时所需要的最适条件也会各异，因此研究菌株对染料进行脱色的最适条件，在将来对于脱色菌株在污水中的治理具有重要意义，国内外关于细菌对染料的脱色条件都进行了广泛的研究。
因此筛选和研究具有优良脱色性能混合菌群将为染料废水大规模生物处理提供理论基础，对应用于实际工程中的研究意义深远。
本研究从污泥中筛选分离出一株对偶氮染料活性黑5有显著脱色效果的菌株，并对其进行分子生物学鉴定，之后，将利用先前分离纯化得到的菌株FD16，通过改变pH、盐度来研究菌株对活性黑5脱色的影响。
1 材料与方法
1．1 实验材料和仪器
1．1．1 实验材料
①活性污泥：取自江苏某染料厂
②染料：偶氮染料活性黑5，染料分子式为C26H21N5Na4O19S6，相对分子量为991.82，分子结构如图11所示。活性黑5性状为黑色粉末状，水溶解度(20℃)>10g/L，其水溶液呈蓝光黑色，是印染行业中广泛使用的一种活性染料。
图11 活性黑5结构图
③试剂：KH2PO4（AR），MgSO47H2O（AR），蛋白胨（BR），葡萄糖（AR），H2SO4（AR），NaOH（AR），NaCl（AR），琼脂（AR）
④培养基类型：富集培养基50ml，染料培养基50ml，固体染料培养基。
富集培养基：KH2PO4（AR），MgSO47H2O（AR），蛋白胨（BR），葡萄糖（AR），琼脂（AR）。
染料培养基：在富集培养基的基础上加入偶氮染料活性黑5，使浓度为0.01g/L、0.03g/L、0.05g/L。
固体染料培养基：在染料培养基的基础上加上1520g/L琼脂，浓度设置为0.05g/L。
以上培养基在使用前均经过121℃高压灭菌20min。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxyhj/545.html
