醌介导染料脱色菌株的分离鉴定及特性

实验分离获得1株能够利用醌化合物使磺酸化偶氮染料脱色的菌株JL,通过形态特征、16S rDNA与16S-23S区间序列分析表明,该菌株为蜡状芽孢杆菌(命名为Bacillus cereus JL).菌株JL使酸性大红3R脱色的最佳条件为葡萄糖浓度1g/L, pH值为5~7,温度30℃,接种量0.25g/L.蒽醌-2-磺酸(AQS)、蒽醌-2,6-二磺酸(AQDS)和2-羟基-1,4-萘醌(Lawsone)均能显著提高酸性大红3R的脱色速率,其中AQS的促进作用最为明显.研究发现, 0.1mmol/L AQS能够使菌株JL对2.0mmol/L酸性大红3R保持较高的脱色速率,而且能使多种偶氮染料脱色,表现出较好的底物广谱性.利用高效液相色谱-质谱鉴定了AQS介导的酸性大红3R脱色产物,表明酸性大红3R的偶氮键发生断裂, AQS在这一过程中仅起到电子传递的作用.     

蒽醌-2-磺酸盐强化电辅助微生物体系对偶氮染料的脱色效果

为了提高微生物对偶氮染料的降解效率,将电辅助引入微生物还原降解过程,对比研究了EAMS（电辅助微生物体系）、ECS（电化学体系）和MS（微生物体系）对偶氮染料活性艳红X-3B的降解效果,并考察了不同摩尔浓度的AQS（蒽醌-2-磺酸盐）对电微生物体系降解染料的强化作用.结果表明:反应24 h时,EAMS对活性艳红X-3B的去除率达到99.8%,比MS（去除率为61.9%）和ECS（去除率为27.1%）二者之和还要大10.8%;EAMS对活性艳红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征.当c（AQS）为0.050 mmol/L时,降解最快,一级动力学常数为1.962 h-1,是未添加AQS（0.2644 h-1）的7.42倍.加入AQS后,体系中电流升高,说明AQS加快了降解过程中电子传递速率.研究显示,AQS的加入实现了电极-远离电极的微生物-染料之间多相反应界面远程电子传递过程,使整个体系的微生物都可以快速发挥作用,达到强化降解偶氮染料.      

Enhanced bio-decolorization of 1-amino-4-bromoanthraquinone-2-sulfonic acid by Sphingomonas xenophaga with nutrient amendment

Bacterial decolorization of anthraquinone dye intermediates is a slow process under aerobic conditions. To speed up the process, in the present study, effects of various nutrients on 1-amino-4-bromoanthraquinone-2-sulfonic acid (ABAS) decolorization by Sphingomonas xenophaga QYY were investigated. The results showed that peptone, yeast extract and casamino acid amendments promoted ABAS bio-decolorization. In particular, the addition of peptone and casamino acids could improve the decolorization activity of strain QYY. Further experiments showed that L-proline had a more significant accelerating effect on ABAS decolorization compared with other amino acids. L-Proline not only supported cell growth, but also significantly increased the decolorization activity of strain QYY. Membrane proteins of strain QYY exhibited ABAS decolorization activities in the presence of L-proline or reduced nicotinamide adenine dinucleotide, while this behavior was not observed in the presence of other amino acids. Moreover, the positive correlation between L-proline concentration and the decolorization activity of membrane proteins was observed, indicating that L-proline plays an important role in ABAS decolorization. The above findings provide us not only a novel insight into bacterial ABAS decolorization, but also an L-proline-supplemented bioaugmentation strategy for enhancing ABAS bio-decolorization.     

Enhanced bio-decolorization of1-amino-4-bromoanthraquinone-2-sulfonic acid by Sphingomonas xenophaga with nutrient amendment

Bacterial decolorization of anthraquinone dye intermediates is a slow process under aerobic conditions. To speed up the process, in the present study, effects of various nutrients on 1-amino-4-bromoanthraquinone-2-sulfonic acid(ABAS) decolorization by Sphingomonas xenophaga QYY were investigated. The results showed that peptone, yeast extract and casamino acid amendments promoted ABAS bio-decolorization. In particular,the addition of peptone and casamino acids could improve the decolorization activity of strain QYY. Further experiments showed that L-proline had a more significant accelerating effect on ABAS decolorization compared with other amino acids. L-Proline not only supported cell growth, but also significantly increased the decolorization activity of strain QYY. Membrane proteins of strain QYY exhibited ABAS decolorization activities in the presence of L-proline or reduced nicotinamide adenine dinucleotide, while this behavior was not observed in the presence of other amino acids. Moreover, the positive correlation between L-proline concentration and the decolorization activity of membrane proteins was observed, indicating that L-proline plays an important role in ABAS decolorization. The above findings provide us not only a novel insight into bacterial ABAS decolorization, but also an L-proline-supplemented bioaugmentation strategy for enhancing ABAS bio-decolorization.     

臭氧氧化四种偶氮染料废水的效果研究

以酸性大红、中性枣红、阳离子红、活性黑5四种模拟印染废水开展O3氧化偶氮染料的效果研究.实验中发现O3对染料具有非常好的脱色效果,30 min后除中性枣红外其他三种染料脱色率接近100％,但是单独O3的TOC去除率不高.光谱扫描表明,处理后染料的特征吸收峰很快消失,而紫外光区的吸收峰变化很小,推测O3氧化以直接氧化为主,打开了染料分子的发色基团,但并未将染料分子彻底氧化.还应加强O3氧化能力、彻底矿化去除污染物的研究.     

反硝化菌的偶氮染料脱色研究

从活性污泥中分离到几株反硝化能力的偶氮染料脱色菌。它们在合成培养基吧有使大多数所试偶氮染料脱色,而在反硝化条件下很难使偶氮染料脱色,只有菌株１７在培养２０ｄ后才有较好的脱色效果。酵母粉等有机物作为生长因子时,对菌株１７反硝化条件下的偶氮染料脱色有非常明显的促进作用;     

偶氮染料循环伏安行为和生物厌氧脱色相关性研究

对4种结构相似偶氮染料的循环伏安特性研究及其生物厌氧脱色速率实验,结果表明,所选结构相似染料的生物脱色速率最快的是酸性黄-Bis(E_r=-616.75 mV),速率为0.012 09 mol·(L·h)^-1,依次是酸性黄-11[E_r=-593.25 mV,0.010 40mol·(L·h)^-1],酸性黄-4[E_r=-513 mV,0.007 575 mol·(L·h)^-1],且脱色速率与其循环伏安图中的还原峰电位间存在线性关系.研究还表明,电化学方法在一定程度上可对生物体系发生生化反应进行部分模拟和预测.     

菌株Acinetobacter sp.C-2对酸性红GR的脱色研究

近年来,生物法处理染料废水已成为国内外的研究热点。文章实验室通过梯度驯化,从土壤中分离筛选得到一株能有效脱色磺基化偶氮染料酸性红GR的菌株C-2,根据16S rDNA基因序列分析鉴定为Acinetobacter sp.。采用表面响应法(Response Surface Methodology,RSM)对菌株C-2脱色酸性红GR的主要影响因素进行了优化,实验结果表明最优条件为:接种量17.5 g/L,酸性红GR初始浓度100 mg/L,酵母粉浓度2.50 g/L,果糖浓度3.00 g/L。在该条件下,14 h内脱色率可达99%。同时,利用Haldane方程对菌株的脱色动力学进行拟合,最大脱色速率vmax、亲和常数Ks和抑制常数Ksi分别为328.33 mg/(g.h)、309.69 mg/L和1 365.83 mg/L,并且经计算,最佳脱色速率和GR浓度分别为105.91 mg/goh、650.37 mg/L。研究结果表明菌株C-2具有较高的偶氮染料脱色活性,用于实际染料废水的生物修复具有较好的应用前景。     

黄曲霉A5p1对偶氮染料的降解特性和降解途径

以黄曲霉菌株A5p1为生物材料,研究其脱色染料的广谱性,并选择偶氮染料直接蓝71（DB71）为模型底物,探讨脱色特性及降解产物.该菌株对15种染料的脱色测试结果表明,染料浓度为100mg/L时脱色效率为61.7%~100%.该菌对偶氮染料DB71具有生物吸附和生物降解的双重作用,在pH值7.0,温度30℃,染料浓度300mg/L,蔗糖为碳源时对DB71 脱色率为100%.酶分析显示葡萄糖氧化酶和锰过氧化物酶参与染料的降解.FTIR、GC-MS和LC-MS分析确定代谢终产物为萘胺、叠氮萘、2-羟基-6-草酰-苯甲酸和1-萘酚.     

酵母Candida krusei对合成染料的脱色

通过筛选实验,从土壤中新分离到1株对活性艳红K-2BP具有明显脱色效果的酵母菌株Y-G-I,经鉴定为克鲁斯假丝酵母Candida krusei．该菌株对含活性艳红K-2BP起始浓度为200mg／L的培养基,最大脱色率为99％,达到最大脱色率的时间是12h．克鲁斯假丝酵母的最佳接种量应不低于5％（体积分数）,培养基最适pH在4～9之间,氮源（NH4）2S04浓度不低于0．1％,相对应的碳源葡萄糖浓度不低于0．5％．对脱色机理的研究表明,该菌株对活性艳红K-2BP的去除属于降解脱色．此外,该菌株对另外9种染料（50mg／L）的脱色率在62％～96％之间．其中,对偶氮染料弱酸艳红B、活性黑KN-B和活性红M-3BE的脱色率都达到了90％以上,对三苯甲烷染料（酸性媒介漂蓝B）的脱色率达到了93％．表明克鲁斯假丝酵母在染料废水的处理上可能具有较好地应用潜能．     

偶氮染料分子结构对其生物脱色影响的研究进展

偶氮染料是工业中染料用量最大的一类,不同的分子结构对其微生物脱色性能具有一定的影响作用。文章综述了偶氮染料分子结构中的取代基种类及其取代位置对染料的脱色规律,以及分子特征结构对微生物脱色的量化分析。对目前染料生物脱色规律研究中存在的问题进行了分析,提出相应的对策措施。     

新颖性染料脱色菌株的筛选及脱色效果研究

文章首次尝试以新颖筛选方法对台湾及大陆两岸当地微生物自然生态中,以非偶氮染料脱色作为优势筛选条件,以筛选出可有效电子传递于非偶氮染料RB198脱色的混菌,再进行优势纯化分离,以得到可对非偶氮染料具有强电子传递脱色能力的菌株。再藉此特性来研究其对偶氮染料电子传递生物脱色的特性。结果表明,通过脱色测试及蛋白质电泳初步筛选出4种对非偶氮染料RB198具有较优异脱色能力的菌株,并进行16S rRNA分析,此4株纯菌分别为Microvirgula aerodenitrificans,Acinetobacter guillouiae,Pseudomonas sp.,Rahnella aquatilis。其中Rahnella aquatilis DX2b,Microvirgula aerodenitrificans SH7b为脱色新菌株,文章首度发表其具有脱色性能,对非偶氮染料RB198及偶氮染料RB160,OrangeⅠ有优异脱色能力。     

3株真菌对活性艳蓝KN-R的脱色条件

从受污染土壤中筛选出具有广谱脱色的优势菌17株,并进一步扩大染料范围,筛选出3株对偶氮、蒽醌、三苯甲烷染料均有较好脱色效果的优势菌株. 3株菌分别为青霉属(菌Ⅰ、菌Ⅱ)和头孢霉属(菌Ⅲ)的真菌;以染料配水为例,探讨了pH值、温度、碳源、氮源因素对菌株脱色的影响;并进行了实际废水的脱色实验,结果表明该菌在pH值5～9, 温度18～37℃的区间内,且外加葡萄糖提供0.5%碳源时对染料废水的脱色率可达70%. 因此对处理染料污染废水具有较好的应用前景.     

固定化蒽醌对偶氮染料生物降解促进作用研究

采用非水溶性蒽醌固定化技术对偶氮染料生物降解促进作用进行了研究,对比了海藻酸钙,聚乙烯醇-硼酸,聚乙烯醇-海藻酸钙和琼脂4种固定化技术,探讨了溶解氧对脱色过程的影响和固定化蒽醌系统脱色广谱性.研究结果表明,固定化蒽醌可提高多种偶氮染料生物厌氧脱色速度1.5～2倍和降低偶氮染料脱色过程氧化还原电位-10～-15 mV;经4次循环使用后,其加速作用仍保持在90%以上;固定化蒽醌微生物系统具有很强抗氧冲击能力.     

酵母Candida krusei对合成染料的脱色

通过筛选实验,从土壤中新分离到1株对活性艳红K-2BP具有明显脱色效果的酵母菌株Y-G-1,经鉴定为克鲁斯假丝酵母Candida krusei.该菌株对含活性艳红K-2BP起始浓度为200mg/L的培养基,最大脱色率为99%,达到最大脱色率的时间是12h.克鲁斯假丝酵母的最佳接种量应不低于5%(体积分数),培养基最适pH在4～9之间,氮源(NH₄)₂SO₄浓度不低于0.1%,相对应的碳源葡萄糖浓度不低于0.5%.对脱色机理的研究表明,该菌株对活性艳红K-2BP的去除属于降解脱色.此外,该菌株对另外9种染料(50mg/L)的脱色率在62%～96%之间.其中,对偶氮染料弱酸艳红B、活性黑KN-B和活性红M-3BE的脱色率都达到了90%以上,对三苯甲烷染料(酸性媒介漂蓝B)的脱色率达到了93%.表明克鲁斯假丝酵母在染料废水的处理上可能具有较好地应用潜能.     

过一硫酸盐碱催化处理染料废水

利用PMS碱催化法处理亚甲基蓝、酸性橙7（AO7）和罗丹明B（RhB）3种典型染料,优化了脱色条件并分析了机理.在pH=10.8~11.5（亚甲基蓝）或pH=10.0~10.8（酸性橙7或罗丹明B）,PMS投加量100mg/L的最优条件下,亚甲基蓝、酸性橙7和罗丹明B的脱色速率常数可分别达到0.097,0.074,0.004min^-1,脱色率可分别达到95.1%,93.3%和30.1%.捕获剂实验证实PMS碱催化脱色3种染料时起主要作用的均是单线态氧.基于紫外-可见全波长光谱的结果推测,亚甲基蓝和酸性橙7反应脱色较快可归因于单线态氧对噻嗪生色基团和偶氮键的攻击更有效率.     

曲霉HD_1的分离及其对染料脱色特性的研究

曲霉ＨＤ１的分离及其对染料脱色特性的研究李孱白景华文艺辉陈怀新（湖北大学生命科学系，武汉４３００６２）李林（华中农业大学微生物系，武汉４３００７０）关键词虎红；偶氮染料；曲霉；脱色；降解．高效的染料脱色菌是解决染料对环境污染的基础和关键．虽然已有许...     

铁屑法脱色效率与染料结构的关系

33种水溶性染料溶液的铁屑法脱色试验结果表明,所有染料在10min内脱色率达到55%以上,其中33%的染料脱色率超过90%,61%的染料脱色率超过80%.初步探讨了染料结构与其铁屑法脱色效率之间的定性关系.结果表明,铁屑法脱色效率与染料结构之间有较密切关系,染料共轭链的长短、染料分子空间位阻的大小、是否有互变异构现象、偶氮双键中的氮原子是否与临近基团形成氢键以及取代基的电负性大小等对脱色效果有影响.     

活性嫩黄染料废水的臭氧降解研究

以活性嫩黄X-7G模拟染料废水为研究对象,观察了臭氧氧化过程中染料溶液的pH、电导以及吸光度的变化,利用离子色谱仪对染料溶液中Cl-、SO42-、NO3-和NH4+的生成过程进行了分析。结果表明臭氧对染料的降解符合一级反应动力学,20min内对染料的脱色率达96.7%以上,染料分子中的Cl和S在反应40min后分别有97.2%和73.5%被氧化为Cl-、SO42-,偶氮键被臭氧化为N2,-NH2部分质子化形成NH4+,新生成的NO3-来源于NH4+和其他含N基团的氧化。