耐高盐撕裂蜡孔菌P2对模拟橙黄G染料废水的脱色及废水脱色前后的毒性测试

为评价撕裂蜡孔菌P2处理橙黄G染料废水的应用潜力,采用批次实验在开敞系统中研究静置与摇动、染料初始浓度、pH、温度、盐度、碳源、氮源、金属离子等因子对该菌降解橙黄G染料废水的影响,同时利用植物萌发与微生物抑菌试验进行染料与脱色溶液的毒性测试.结果表明,与摇动培养相比,静置培养更适合于撕裂蜡孔菌的脱色,最适脱色pH与温度分别为9和25℃.盐度测试结果显示撕裂蜡孔菌能在浓度为128 g L-1的盐溶液中能进行高效脱色,可达70%以上.在上述参数体系的优化基础上,分别进行了碳源、氮源与金属离子的添加优化实验,结果显示碳源、氮源与金属离子的最适浓度分别为4 g L-1葡萄糖、0.15 g L-1硝酸铵和0.1 mmol L-1 Zn2+.菌丝吸附在整个脱色过程中作用较小,撕裂蜡孔菌对橙黄G的脱色过程以酶的降解为主,未发现该菌分泌漆酶,只分泌锰过氧化物酶与木质素过氧化物酶,其最高活性分别为230 U mL-1和158 U mL-1.植物与微生物毒性分析显示撕裂蜡孔菌脱色后的产物对植物与微生物的毒性大大降低.因此,撕裂蜡孔菌对于处理橙黄G染料废水具有良好的应用潜力.     

杏鲍菇菇渣栽培草菇过程中木质纤维素利用及其降解酶活性变化

杏鲍菇是木腐型食用菌,其菇渣可以用于草腐型食用菌(如草菇)的栽培.为探讨杏鲍菇菇渣栽培草菇过程木质纤维素的利用情况及其降解酶活性变化,以杏鲍菇菇渣(SMS)和杏鲍菇菇渣加玉米芯(SMS-C)两个配方,采用二次发酵工艺进行草菇栽培,测定培养料理化性质、木质纤维素含量及其降解酶活性变化,并分析经济效益.结果显示,一次发酵阶段,SMS配方对纤维素、半纤维素和木质素的利用率分别为17.62%、18.78%和6.39%,SMS-C配方分别为23.71%、26.02%和6.81%;二次发酵阶段SMS配方分别为14.17%、11.12%和6.98%,SMS-C配方分别为16.36%、18.91%和4.43%;草菇发菌和出菇过程中,SMS配方分别为13.19%、13.06%和12.63%,SMS-C配方分别为11.37%、11.41%和7.31%.两个配方培养料不同时期的纤维素酶、木聚糖酶和漆酶活性变化趋势大体一致,SMS-C配方纤维素酶活性在发酵和出菇过程中均高于SMS配方,与期间纤维素利用率结果一致;发菌和出菇期,SMS配方木聚糖酶活性高于SMS配方;两个配方均在发菌阶段表现出较高的漆酶活性.SMS和SMS-C配方生物转化率分别为14.08%和11.85%,投入产出比分别为3.71和3.12,均高于同条件下废棉配方投入产出比.本研究表明,利用杏鲍菇菇渣栽培草菇过程中,优先利用纤维素和半纤维素,表现出较高纤维素酶和木聚糖酶活性,这种栽培方法技术可行、经济效益高.(图2表4参35)     

一株槭射脉革菌MY51的分离鉴定及对染料的脱色能力

通过对兔眼蓝莓叶片组织中分离得到的内生真菌MY51进行鉴定和产木质素降解酶活性检测,探讨该菌株对染料的脱色能力.通过形态学和分子生物学分类法对菌株MY51进行鉴定;对菌株MY51所产3种木质素降解酶酶活曲线进行测定;利用菌株MY51对固体条件下8种染料进行脱色能力的检测,筛选出较易脱色的染料后,以脱色效果较好的染料模拟污水染料,研究菌株MY51在静态条件下对不同浓度固体染料的脱色能力.结果表明,菌株MY51为白腐真菌——槭射脉革菌(Phlebia acerina),该菌株可以产木质素过氧化物酶、漆酶和锰过氧化物酶等木质素降解酶;且木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶活性均在培养第8天达到最大值,分别为11.05、1.21 U/L;漆酶活性在第10天达到最大值18.52U/L;菌株MY51对不同的染料均有脱色效果,对活性红和活性黑的脱色效果最显著;但染料浓度较高时会对菌株MY51的脱色产生一定抑制作用,脱色15 d后,MY51对质量浓度为10、50、100、250和500 mg/L活性红脱色率分别为98.2%、94.5%、87.8%、88.3%和85.6%;对质量浓度为10、50、100、250和500mg/L的活性黑脱色率分别为98%、93%、83.3%、74.5%和65.5%.本研究表明菌株MY51对活性染料具有较好脱色能力,在染料废水处理领域具有一定的应用前景.(图10参31)     

常见离子对漆酶降解活性艳蓝的调控作用

漆酶具有很高的工业价值,但水体中离子的存在为其推广使用带来了巨大挑战.探讨水体中常见的7种阳离子和8种阴离子调控自由漆酶和漆酶–介体系统对水中活性艳蓝降解速率的差异.结果显示:Mn~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、HPO_4~(2-)和NO_2~-在0-10 mmol/L范围内可促进漆酶对活性艳蓝的降解,降解速率由高到低依次为NO_2~-、Mn~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、HPO_4~(2-);SO_3~(2-)、Cl~-、Fe~(2+)和Fe~(3+)对活性艳蓝的降解有抑制作用,其中Fe~(2+)和SO_3~(2-)的最低抑制浓度分别为5和0.5 mmol/L;其他离子对漆酶降解活性艳蓝没有显著性影响.在5种介体的协同作用中,紫脲酸(VA)的效果最佳,导致漆酶对活性艳蓝的降解速率提升10%左右,其余介体的促进效率明显低于VA.在同等离子的调控下,漆酶–介体系统中的降解速率优于自由漆酶.本研究初步揭示了漆酶对活性艳蓝的降解机理,同时可以通过控制水体中离子的种类和数量来更好地实现漆酶对活性艳蓝的降解,结果可为漆酶在实际染料废水处理中的应用提供理论依据.(图4表4参40)     

Y型分子筛负载铁催化剂对活性艳蓝KN-R脱色的研究

利用Y型分子筛负载铁催化剂对活性艳蓝KN-R的脱色进行研究,探讨了催化剂的制备方法、铁负载量、投加剂量、反应体系pH值以及焙烧温度对活性艳蓝KN-R催化脱色效率的影响,并考察了催化剂的重复利用性能.结果表明:离子交换法制得的Y型分子筛负载铁催化剂表现出较佳的染料脱色性能.在pH＜3.0,H2O2投加剂量为50.0 mmol·l-1,催化剂投加剂量为4.0g·l-1的条件下,对初始浓度为250mg·l-1的KN-R模拟染料废水,30 min之内脱色率达95%以上.采用有机酸络合铁作为铁源制得的Y型分子筛负载铁催化剂的催化活性大幅增强,但催化剂稳定性降低.铁负载量影响染料的脱色反应活性,过量负载会导致染料脱色效率降低;同样,适度增大催化剂用量可促进染料脱色效率,但过量投加不利于染料的脱色.pH＜3.0为该Y型分子筛负载铁催化剂的适用pH条件;催化剂重复利用三次后,1h内对活性艳蓝KN-R的脱色率仍可达95%以上.     

多针-水电极直流电晕放电染料废水脱色

采用多针-水电极反应器,研究了直流电晕放电对活性艳蓝KN-R染料废水的脱色,考察了放电电压、初始pH值和初始浓度对活性艳蓝脱色的影响,通过对液相活性物质(O3和.OH)浓度的考察探讨了脱色机理.结果表明,多针-水电极直流电晕放电对活性艳蓝脱色效果明显;放电电压、溶液初始pH值对活性艳蓝脱色效果的影响与其对液相O和.OH浓度的影响一致;.OH和O是促使RBB脱色的主要因素.     

微酸多年卧孔菌产漆酶条件优化及其在染料脱色中的应用

微酸多年卧孔菌(Perenniporia subacida)产漆酶能力对生物漂白等研究具有重要意义.通过单因子和正交试验确定了微酸多年卧孔菌(菌株号:Dai 8224)的最适产酶条件:麦芽糖20 g/L,酵母浸粉5 g/L,pH 5.4,Cu2+2.0 mmol/L,培养温度24℃,转速160 r/min,接种量1.5%(V/V),此时酶活最高可达1.945 U/mL.单独使用微酸多年卧孔菌漆酶粗酶液对染料具有很好的脱色效果.该菌株对于50 mg/L杂环类染料中性红的脱色率可达98.3%,对偶氮染料刚果红的脱色率次之,为91.57%,对亚甲基蓝和铬天青的脱色率也都在80%以上.此外,其催化中性红脱色的最佳底物浓度为60 mg/L,脱色率达到99.42%,其中,生物降解作用占55.92%,菌体吸附作用占43.5%.结果表明该菌对多种染料脱色具有较大的应用潜力.图4表3参31     

一株染料脱色酵母菌的鉴定及脱色特性

从土壤中分离到一株活性艳红K-2BP脱色酵母菌株Y-63,根据其生理生化特征和26S rRNA基因序列相似性分析,鉴定为Pseudozyma rugulosa.该菌在16 h内对100 mg/L的活性艳红K-2BP脱色率为94%,其机理属于降解脱色.该染料脱色的最佳接种量(φ)应不低于5%,最适pH在4～9之间,(NH4)2SO4浓度(w)不低于0.1%,葡萄糖浓度(w)不低于0.2%.此外,该菌株对其它9种50 mg/L的染料(活性艳蓝X-BR、媒介漂蓝B、活性翠蓝KN-G、酸性媒介黄GG、媒介红S-80、依加仑蓝FBL 200%、弱酸艳红B、活性黑KN-B和活性红M-3BE)的脱色率在10%～96%之间.该研究表明酵母Y-63在染料废水的处理上具有较好的应用潜能.     

蒽醌染料及中间体脱色优势菌的特性研究和基因定位

本文对分离到的两株蒽醌染料脱色优势菌的脱色能力及其基因定位进行了研究,结果表明,ＮＤ１,ＮＤ２均能有效脱除活性艳蓝ＫＮ－Ｒ及溴氨酸的色度;两株优势菌均含有质粒,其降解染料的能力是由质粒控制的;并考察了不同碳源、氧、温度、ｐＨ值等理化因素对菌株降解染料的影响。     

固定化无花果曲霉对活性艳蓝KN-R的脱色

采用海藻酸钙法固定不同状态无花果曲霉，形成活菌固定化小球和死菌固定化小球。同时考察了不同因素如培养时间、温度、pH、染料浓度对活性艳蓝KN-R的脱色影响。试验结果表明：在33℃、pH为5．0、150r／min的振荡条件下，经66h它对活性艳蓝KN-R的脱色达到最佳效果。两种不同状态固定化小球的脱色率有较大的差别，其中活菌固定化小球的脱色率明显高于死菌固定化小球。其中活菌固定化小球经3次脱色后能重复使用，脱色率仍达79．8％。     

稻草秆粉基质中白腐菌对三苯甲烷类染料的降解特性

研究了稻草秆粉基质中白腐菌对三苯甲烷类染料(孔雀绿、溴酚蓝和结晶紫)的降解特性.结果表明,白腐菌10 d内对三苯甲烷类染料脱色率均可达到93%以上.染料加入对木素过氧化物酶分泌有抑制作用.随着培养过程的进行,染料脱色率增加,脱色降解以漆酶为主.紫外扫描发现,染料吸收波长有偏移,标志着染料结构发生变化,其中溴酚蓝能被完全矿化.图2表2参10     

吸附菌HX5对活性艳蓝KN-R的吸附脱色作用

研究了吸附菌HX5对活性艳蓝KNR的吸附脱色作用,碳源、氮源、盐度和染料浓度对KNR吸附脱色的影响,以及HX5生长菌体对KNR的脱色机理.结果表明,菌株HX5对KNR脱色的最佳碳、氮源分别为葡萄糖和硫酸铵;碳源浓度在10g/L以上时,可使200mg/L的KNR完全脱色,碳源浓度过高,脱色效果不显著;HX5对KNR脱色的最佳氮源浓度为0.75g/L,在0～2%的浓度范围内,盐度对脱色无显著影响;染料对菌株HX5具有一定的生长抑制毒性,但对于400mg/L的KNR,脱色率仍可达95.1%;HX5生长菌体对KNR作用96h内主要为生物吸附作用,96h外则可能发生了生物降解.图5表2参9     

UV-vis/草酸铁/Fenton体系降解蒽醌染料

以活性艳蓝KN—R作为研究对象,考察了处理活性艳蓝KN-R的主要影响因素。在固定染料浓度为100 mg/L时,得到氧化体系的最佳用量比值为ρ(Fe2+):ρ(H2O2):ρ(H2C2O4)为1:15:1.5。在最佳条件下,脱色率达到95%以上,COD和TOC去除率分别达到87.7%和66.8%。活性艳蓝KN-R脱色的动力学模型为拟一级反应模型。     

黄孢原毛平革菌对固体介质中染料的降解反应

用黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)3品系在固体介质中建立染料的降解反应体系,分光光度法测定染料的脱色降解率。黄孢原毛平革菌在琼脂、沙子及土壤等固体介质中均能有效地降解偶氮染料、蒽醌染料及聚合染料;植物材料玉米芯和木屑可作为共代谢碳源被该菌利用;BKM F 1767菌种降解能力最强,对活性艳蓝KN R的进攻性优于对PolyR 478和比布列希猩红。     

黄孢原毛平革菌对固体介质中染料的降解反应

用黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)3品系在固体介质中建立染料的降解反应体系，分光光度法测定染料的脱色降解率。黄孢原毛平革菌在琼脂、沙子及土壤等固体介质中均能有效地降解偶氮染料、蒽醌染料及聚合染料；植物材料玉米芯和木屑可作为共代谢碳源被该菌利用；BKM-F-1767菌种降解能力最强，对活性艳蓝KN—R的进攻性优于对Poly R-478和比布列希猩红。     

一种白腐真菌的分离、鉴定、培养及产漆酶条件

白腐真菌是一类降解木质素使木材形成白色腐朽的担子菌,往往具有高产胞外漆酶的活性.从北京农学院校园内分离到一株高温型、高产漆酶白腐真菌菌株,编号为BUA-01.结合形态学特征与ITS序列分析,确定其分类学地位;进一步研究其菌丝生长的最适碳源、氮源、碳氮比(C/N)、生长因子、最适温度和最适p H值;利用不同浓度Cu~(2+)(Cu SO4)的诱导,探讨液体发酵条件下对胞外漆酶产量的影响;通过向发酵液中加入3种偶氮染料(依文思蓝、甲基橙和铬黑T),研究菌株对染料的降解效果.结果表明,该菌株与毛栓菌(Trametes hirsuta)的同源性最高,为100%,遗传距离为0,确定BUA-01菌株为栓菌属(Trametes)真菌.菌丝体生长的最适碳源为淀粉,最适氮源为黄豆粉、酵母浸粉,最适C/N值为40/1和10/1,最适温度为37℃,最适p H为6.0-7.0,供试生长因子对菌丝生长无显著促进作用.0.25m mol/L的Cu~(2+)对胞外漆酶产量有极显著的促进作用,在96 h时,发酵液的活性达到最高,为1081.33±6.3 U/m L,是对照组的26倍.BUA-01菌株对偶氮染料降解效果显著,12 h对依文思蓝、甲基橙和铬黑T的脱色率分别为93.31%±0.16%、92.37%±0.42%和79.25%±0.64%.本研究表明菌株BUA-01在产胞外漆酶和染料降解方面具有潜在应用价值.     

低传质阻力渗流式纳米电极电化学反应器处理活性艳蓝X-BR

采用渗流式电化学反应器,以碳纳米管和活性碳纤维作为反应器的阳极.选取活性艳蓝X-BR模拟废水作为实验对象,计算电化学过程的传质系数,考察电压、pH值和电解质对活性艳蓝脱色的影响,在优化条件下(电压为8V,pH=2,电解质浓度为1g·l-1),对浓度为200mg·l-1活性艳蓝X-BR的脱色率可达90%以上.     

印染废水脱色新方法的研究

本文报道了用复极性粒子群电极进行可溶性染料废水脱色新方法的研究。用此方法可使浓度高达100—400ppm的染料液(阳离子艳蓝、活性艳红、直接嫩黄、弱酸红、亚甲基蓝等)的脱色率达99％以上,可使含有直接、活性、阳离子、酸性等各类染料的高色度混合溶液处理到近于无色透明,COD_(cr)与BOD_5的去除率达80％以上。实验说明,本法具有高效能,低能耗、使用寿命长、再生容易的特点。     

嗜热复合菌群对偶氮染料的脱色特性及其脱毒

偶氮染料所造成的环境污染问题已成为近年来亟待解决的问题.以前期构建的嗜热偶氮染料降解复合菌群为研究对象,探究其在不同初始p H、培养温度、染料浓度及不同结构偶氮染料的脱色特性,并对不同浓度下染料的降解进行动力学分析;通过紫外-可见光扫描、红外光谱扫描及酶活性变化等分析偶氮染料的生物降解情况.此外,还将通过植物毒理性实验来验证偶氮染料降解后的脱毒情况.研究发现,该复合菌群在初始p H为8、温度为55℃的条件下脱色效果最佳,在含400 mg/L直接黑G的脱色培养基中静置培养48 h后,脱色率高达100%;且对直接黑G具有较高的耐受能力,在3 000 mg/L的条件下脱色率仍高达70%;对不同结构的偶氮染料均表现出较好的脱色性能;动力学分析发现其最佳脱色速率与浓度分别为40.597 3 mg g~(-1) h~(-1)、484.337 6 mg/L.通过紫外-可见光扫描及红外光谱扫描分析发现偶氮染料直接黑G在降解前后化学键及表面官能团发生了明显的变化;酶活性分析发现偶氮染料降解酶在降解后显著提高.此外,植物毒理性实验证明经复合菌群降解后的染料代谢产物对植物的毒性大幅度降低,可能被降解为其他低毒性物质.本研究结果表明该复合菌群具有较好的染料脱色降解性能,这将为偶氮染料的无污染化处理奠定理论基础.(图6表4参43)     

脱色酶和优势菌混合固定化降解染料的研究

本文对分离到的脱色优势菌ＤＮ１的脱色酶特性进行了研究,将脱色酶与苯胺降解菌混合固定化处理染料废水,结果表明,脱色酶在厌氧条件下对染料的脱色效果好,最适条件为３７℃,ｐＨ７．０;固定化酶相比粗酶液有更高的活性,对温度、ｐＨ、氧的要求范围较宽;混合固定化降解染料,脱色率及苯胺降解率分别大于８０％和９０％。