微生物脫色降解染料廢水研究

王輝 韓迪 郎峰 周義卉

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

【關鍵詞】微生物 染料 降解

1 引言

染料廢水已成為最難處理的工業廢水之一。我國是世界第一大染料出口國，在染料的生產和使用過程中約有10%-15%的染料隨廢水排入環境，嚴重破壞水生生態系統[1-3]。而染料廢水中的偶氮染料廢水，是一種含偶氮雙鍵、芳環結構的“致突變、致畸、致癌”化合物的廢水，因其具有排放量大、組分復雜、色度大、可生化性差等特點，采用傳統的染料廢水處理法設備昂貴，運行費用較高，被認為是最難處理的染料廢水[4]。

傳統的偶氮染料廢水處理方法較多，如物化法、化學法、生化法。其中，生化法在處理偶氮染料廢水中具有明顯的優勢，已受到越來越多的關注。近幾年，國內外大量報道了利用微生物，如細菌、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行有效處理。不僅成本低，且可以減少二次污染的產生，因此被認為是染料脫色和降解最經濟有效的方法。

2 實驗

2.1實驗材料

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0.22 μm微孔濾膜過濾除菌備用。

2.2實驗結果

采用生長速率法[5]，在PDA培養基上測試五種細菌菌株對分散染料紅30（AR30）的降解脫色效果，實驗結果見表1；四種真菌對分散染料紅30（AR30）的降解脫色效果，實驗結果見表2。

表1 五種細菌菌株對分散染料紅30（AR30）的降解脫色

細菌菌株

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 四種細菌菌株對分散染料紅30（AR30）的降解脫色

細菌菌株

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 結果分析

由表1可以看出，5種細菌對分散染料紅30（AR30）的脫色率都在80%以上，其中菌株Phodopseudomonas palustris Wl在染料濃度為700 mg/L，脫色時間為48 h下，脫色率可達到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Pencillum axalicum在1.5h內脫色率即可達到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，在處理工業廢水、染料廢水等方面已經得到廣泛的應用。從一般尋找降解染料的微生物轉入對微生物代謝途徑、遺傳調控機制和高效基因工程菌的研究，這為染料污染的生物修復提供了可能。今后的研究方向應該著力于具有廣譜脫色性能的新微生物類群的開發研究。利用現代分子生物學技術，通過遺傳工程改良或構建環境污染物降解菌，擴大降解菌對污染物的降解范圍，提高其降解酶的活性，以增強降解菌對污染物的降解能力，進一步提高染料生物降解的效率。

參考文獻：

[1]章杰，曉琴.我國染料工業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的研究進展[J].水處理技術，2000，26（6）：315-320.

[3]姜方新，蘭堯中.印染廢水處理技術研究進展[J].云南師范大學學報（自然科學版），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制研究[J].河南科技學院學報（自然科學版），2013，41（5）：32-35.