微生物脱色降解染料废水研究

王辉 韩迪 郎峰 周义卉

【摘 要】染料广泛应用于纺织印染、造纸印刷等行业，其产生的废水严重污染了环境。近年来，利用微生物对染料进行脱色降解的研究报道很多，包括细菌、真菌、藻类等。本文主要研究了五种细菌菌株、四种真菌菌株对偶氮染料的脱色、降解效果，为以后运用微生物对染料废水进行脱色处理和降解研究提供参考和依据。

【关键词】微生物 染料 降解

1 引言

染料废水已成为最难处理的工业废水之一。我国是世界第一大染料出口国，在染料的生产和使用过程中约有10%-15%的染料随废水排入环境，严重破坏水生生态系统[1-3]。而染料废水中的偶氮染料废水，是一种含偶氮双键、芳环结构的“致突变、致畸、致癌”化合物的废水，因其具有排放量大、组分复杂、色度大、可生化性差等特点，采用传统的染料废水处理法设备昂贵，运行费用较高，被认为是最难处理的染料废水[4]。

传统的偶氮染料废水处理方法较多，如物化法、化学法、生化法。其中，生化法在处理偶氮染料废水中具有明显的优势，已受到越来越多的关注。近几年，国内外大量报道了利用微生物，如细菌、真菌和基因工程菌等通过吸附或降解方式对偶氮染料废水进行有效处理。不仅成本低，且可以减少二次污染的产生，因此被认为是染料脱色和降解最经济有效的方法。

2 实验

2.1实验材料

材料：偶氮染料-分散染料红30（AR30），其它所用试剂均为分析纯，培养基为PDA。

染料溶液配制方法：将分散染料红30（AR30）用二甲基亚砜配制成50 g/L的母液，经0.22 μm微孔滤膜过滤除菌备用。

2.2实验结果

采用生长速率法[5]，在PDA培养基上测试五种细菌菌株对分散染料红30（AR30）的降解脱色效果，实验结果见表1；四种真菌对分散染料红30（AR30）的降解脱色效果，实验结果见表2。

表1 五种细菌菌株对分散染料红30（AR30）的降解脱色

细菌菌株

染料浓度mg/L

脱色时间h

脱色率%

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 四种细菌菌株对分散染料红30（AR30）的降解脱色

细菌菌株

染料浓度mg/L

脱色时间h

脱色率%

Pencillum axalicum

100

1.5

91

Penicillium geastrivorus

150

36

95

Aspergillus flavus

100

24

>99

Trametes versicolor

100

5

>95

2.3 结果分析

由表1可以看出，5种细菌对分散染料红30（AR30）的脱色率都在80%以上，其中菌株Phodopseudomonas palustris Wl在染料浓度为700 mg/L，脱色时间为48 h下，脱色率可达到85%，脱色降解效果最好。

有表2可以看出，4种真菌对染料的脱色率都在90%以上，其中菌株Pencillum axalicum在1.5h内脱色率即可达到91%，在四种真菌中对分散染料红30（AR30）的降解脱色效果最好。同时，也是供试五种细菌中降解脱色效果最好的菌株。

3展望

生物降解是染料污染治理的重要方法，在处理工业废水、染料废水等方面已经得到广泛的应用。从一般寻找降解染料的微生物转入对微生物代谢途径、遗传调控机制和高效基因工程菌的研究，这为染料污染的生物修复提供了可能。今后的研究方向应该着力于具有广谱脱色性能的新微生物类群的开发研究。利用现代分子生物学技术，通过遗传工程改良或构建环境污染物降解菌，扩大降解菌对污染物的降解范围，提高其降解酶的活性，以增强降解菌对污染物的降解能力，进一步提高染料生物降解的效率。

参考文献：

[1]章杰，晓琴.我国染料工业改革开放三十年回顾与展望[J].染料与染色，2009，23（1）：1-6.

[2]赵宜江，张艳，嵇鸣 等.印染废水吸附脱色技术的研究进展[J].水处理技术，2000，26（6）：315-320.

[3]姜方新，兰尧中.印染废水处理技术研究进展[J].云南师范大学学报（自然科学版），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]郎剑锋，孔凡彬，石名旺 等.哈茨木霉对7种植物病原菌的盛放机制研究[J].河南科技学院学报（自然科学版），2013，41（5）：32-35.