偶氮染料降解菌的篩選及其降解機(jī)理初探.pdf

1、隨著染料生產(chǎn)和紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，染色過程產(chǎn)生的染料廢水量逐漸增大。偶氮染料作為染料中的一大類，成為染料廢水中的主要污染物之一。排放到環(huán)境中的染料廢水，不管對環(huán)境還是人類都具有嚴(yán)重的毒害作用。因此染料廢水排放前的無害化處理顯得尤為重要。微生物在染料廢水處理過程中具有性價比高，環(huán)境友好等特點(diǎn)，近幾年在染料廢水處理方法中成為研究熱點(diǎn)。
　　本論文利用偶氮染料活性黑5作為模式染料，從含有偶氮染料的廢水及污泥中篩選出57株具有高效降解活性

2、黑5能力的菌株，其中降解能力最好的是菌株JY-51和JY-52。經(jīng)形態(tài)觀察、生理生化實驗、細(xì)菌脂肪酸分析及16SrDNA鑒定，發(fā)現(xiàn)JY-51菌株屬于蠟狀芽孢桿菌，JY-52菌株屬于類芽孢桿菌。對菌株JY-51和JY-52的生長和染料降解關(guān)系進(jìn)行研究，結(jié)果顯示:兩株菌降解過程中，偶氮染料活性黑5的降解效率隨菌體含量的增加同步增加。從菌株JY-51和JY-52的降解性能的研究發(fā)現(xiàn)，兩株菌都可在25-37℃、pH在5-9、鹽濃度在0.5-30

3、 g/L和葡萄糖濃度在0-2 g/L條件下有效降解活性黑5。靜置條件下兩株菌降解效果明顯高于160r/min搖動培養(yǎng)。它們的最適溫度是37℃，最適pH為9。JY-51菌對鹽的耐受性較高，60 h內(nèi)在NaCl濃度為1-30 g/L時能保持53.56％-68.52％的降解率。JY-52菌在10h內(nèi)能夠在NaCl濃度為10-15 g/L條件下完成66.44％-67.53％的降解。當(dāng)NaCl濃度超過15 g/L時，JY-52菌的染料降解率受到抑

4、制。添加少量的葡萄糖對兩株菌的降解效果均有增強(qiáng)。24 h內(nèi)，JY-51菌株和JY-52菌株降解100 mg/L的活性黑5分別達(dá)到43.2％和96.3％，表明其具有很高的降解能力。響應(yīng)面實驗推測出菌株JY-51最適降解條件為37℃、pH為8.37,NaCl濃度為15g/L、葡萄糖濃度為2g/L。JY-52的最適降解條件為36.36℃、pH為7,NaCl濃度為1.44 g/L、葡萄糖濃度為1.5 g/L。后期又對菌株JY-51和JY-52進(jìn)

5、行小規(guī)模反應(yīng)器實驗，發(fā)現(xiàn)其降解效率與錐形瓶培養(yǎng)時基本一致，初步證明其對模擬染料廢水的處理具有可行性，對實際染料廢水的處理具有指導(dǎo)意義。
　　利用高效液相色譜分析JY-51和JY-52菌株染料降解過程中的中間產(chǎn)物。發(fā)現(xiàn)隨伴著時間的延長，活性黑5的染料峰逐漸降低甚至基本消失，期間伴隨新色譜峰的產(chǎn)生和消失。為研究降解過程的中間產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，我們對其進(jìn)行了液質(zhì)聯(lián)用分析，分析新產(chǎn)物的分子離子峰。得出其可能的中間產(chǎn)物是2-(4-aminobenz

6、enesulphonyl) ethanol、4-(ethanesulfonyl) aniline。我們推測偶氮染料活性黑5的降解從偶氮雙鍵的還原裂解開始，經(jīng)過脫磺酸基、脫烷基和氨基，形成芳香環(huán)化合物，芳香環(huán)化合物再進(jìn)一步解環(huán)，形成毒性較小的小分子的過程。
　　最后，通過高通量測序技術(shù)對污泥馴化過程中微生物菌群的豐富度和結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行研究，結(jié)果顯示伴隨馴化時間的延長，共有菌群所占比重增大。通過菌群組成的差異性分析，發(fā)現(xiàn)肉桿菌屬、擬桿菌