A new efficient azo dye-decolorizing bacterium Paenibacillus dendritiformis GGJ7 and its decolorization process北大核心CSCD

This paper aimed to find an efficient bacterium for decolorizing azo dyes. A strain which could decolorize Congo Red efficiently was isolated from Congo Red. The strain was identified as Paenibacillus dendritiformis GGJ7 (GGJ7, in short) by 16S rRNA gene sequence (NCBI accession No. KY655213). Strain GGJ7 was applied to the decolorization of azo dyes in this research, and influencing factors of decolorization were investigated, including diverse nutritional conditions, culture conditions (pH, temperature, oxygen conditions), and various dyes. The results demonstrated that the decolorization rate of Congo Red by strain GGJ7 was much higher than that of the other eight strains (e.g., YRJ1, YRJ2 etc.) in our previous work. The optimal conditions for Congo Red decolorization were 25 g/L LB broth as nutrient source, 30 °C, pH 7, and an anaerobic environment. The mechanism of decolorization was mainly biodegradation, and the decolorization process of strain GGJ7 was conformed to the first-class kinetics model: -ln (At /A0) = 0.6058t - 0.1082. For different azo dyes, the decolorization rate was up to 95%. Strain GGJ7 only needed 1 h to decolorize 50 mg/L Methyl Orange, 25 mg/L Croceine Scarlet, and 25 mg/L Methyl Red, needed 3 h to decolorize 50 mg/L Orange G and 50 mg/L Orange G6, and needed 4 h to decolorize 50 mg/L Congo Red. In summary, strain GGJ7 is an efficient azo dye-decolorizing bacterium, and it has a potential application in treating printing and dyeing wastewater. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

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     

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)     

响应面法优化一株链霉菌对偶氮染料AR30的降解脱色条件

以一株对偶氮染料红30(AR30)具有较强降解脱色作用的菌株Streptomyces sp.FX649为研究对象,在单因素实验基础上,选择染料初始浓度、培养时间、pH与培养温度为主要因素,采用Box-Benhnken组合实验和响应面分析法对降解条件进行了精确优化.经实验修正,获得了最佳降解脱色条件,即在染料浓度110 mg.L-1、培养时间36 h、pH 7.3与培养温度31.3℃时该菌对染料AR30的降解脱色率为95.1%.     

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.     

酵母菌株Pseudozyma rugulosa对合成染料脱色的初步研究

通过筛选实验,从土壤中分离出一株对活性艳红KBP具有明显脱色效果的酵母菌株,鉴定为Pseudozymarugulosa.采用含50mg·l-1活性艳红K2BP的液体培养基同步培养脱色,发现该菌株在9h时对活性艳红K2BP的脱色率为99%.此外,该菌株对另外九种染料的脱色率在22%—98%之间.其中,对偶氮染料——弱酸艳红B、活性黑KNB和活性红M3BE的脱色率都达到了96%以上,对三苯甲烷染料——酸性媒介漂蓝B的脱色率达到了89%.     

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)     

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.     

蒙脱土协同新生MnO_2对甲基橙模拟废水的脱色研究

研究了蒙脱土协同新生MnO2对甲基橙的吸附脱色性能,结果表明:蒙脱土能够明显地改善新生MnO2在水中的分散性与吸附性,大大提高了新生MnO2对甲基橙的吸附能力,脱色率的提高是二者协同作用的结果.该复合吸附剂具有较快的吸附速度,吸附动力学数据能很好地符合Lagergren二级速率方程.溶液pH值是影响染料脱色的最主要因素,在pH 7及常温条件下,当新生MnO2/蒙脱土的比例为40 mg/1.0g, 甲基橙的浓度为20 mg·l-1, 吸附50 min时,甲基橙的去除率可达96.5%.     

一株无色杆菌属菌株对孔雀绿的脱色降解

从孔雀绿污染土壤中分离筛选出1株对孔雀绿染料有强脱色能力的菌株MGT3,根据其形态学特征和生理生化鉴定以及16S rDNA序列分析,初步鉴定为无色杆菌属(Achromobacter sp.)的菌株.在振荡培养条件下对该菌株的脱色反应条件进行了研究,结果表明,MGT3菌株的最适脱色pH为7,最适脱色温度为30℃,孔雀绿初始浓度小于50 mgL-1时有最佳脱色率,在最适脱色条件下脱色8 h,孔雀绿脱色率可达到90%以上,利用薄层层析法、紫外-可见分光光度计法、高效液相色谱法对孔雀绿脱色代谢产物进行了分析,结果表明,孔雀绿在脱色过程中被降解,生成了其他代谢产物.图8表1参26     

一株白腐菌产生的漆酶对RB亮蓝的脱色作用

W 1是一株能在液体条件下产漆酶的白腐菌 ,纯化的漆酶对RB亮蓝有很好的脱色作用 .漆酶的最适脱色温度为 4 5℃ ,最适脱色pH值为 6 .0 ,脱色pH范围在 4～ 7之间 .当溶液中漆酶活力为 2 .0× 10 3 U/L时 ,在最适脱色条件下、16h内 ,RB亮蓝 (30 0mg/L)的脱色率可以达到 90 % .经酶作用后 ,RB亮蓝在 4 30～ 70 0nm范围内的特征颜色吸收峰基本消失 .实验证明 ,在相同的条件下 ,漆酶粗酶对RB亮蓝有更好的脱色效果 .图 7表 1参 6     

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     

酵母菌Y48对活性黑KN-B的脱色研究

从土壤中分离获得了一株对偶氮染料具有明显脱色效果的酵母菌Pseudozyma rugulosa Y48,其对初始浓度为100 mg·L-1的活性黑KN-B的最大脱色率可达99%.采用酵母菌Y48对偶氮染料脱色的优化控制条件是:接种量应不低于3%(体积分数);最适pH值在6-_9之间;氮源(NH4)2SO4的浓度不低于0...     

菌株Enterobactor sp.S8对不同结构偶氮染料脱色性能的影响

采用一种具有广谱性的高效脱色菌Enterobactor sp.S8对16种不同结构的偶氮染料进行厌氧脱色研究,并将菌株对偶氮染料的吸附脱色和降解脱色两种作用分离开来研究,考察偶氮染料分子中与偶氮键直接相连的芳环上取代基种类对染料降解脱色作用的影响规律.结果表明,菌株Enterobactor sp.S8对活性染料的脱色作...     

锰砂催化电化学方法对染料K2G脱色效果的研究

研究了锰砂催化电化学方法对偶氮染料K2G的脱色效果 .结果表明 ,锰砂中的主要成份MnOOH对电化学过程具有催化作用 ,可有效地提高染料的脱色效率 .对锰砂的X光衍射实验证明 ,反应过程中MnOOH的含量无较大变化 .染料溶液的起始pH值对其脱色率没有明显的影响 .在最佳电流密度di 为 0 2 6A·dm- 2 ,Na2 SO4 浓度为0 0 1mol·l- 1时 ,电解 70min ,浓度为 1 0 0mg·l- 1的染料K2G的脱色率能达到 99% .     

高效还原铬的苏云金芽胞杆菌菌株筛选

在1%接种量、初始铬(VI)浓度50 mg L-1、pH 7、30℃及180 r/min条件下,从源自水样、土壤、植物、动物粪便、食品、昆虫及饲料的76个苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)菌株中筛选出2株具有高效铬(VI)还原能力的菌株BRC-HZM7和BRC-XQ15,在24 h之内可使50 mg L-1铬(VI)低于0.5 mg L-1,达到我国铬(VI)废水排放标准.另有34株菌株最少只需36～72 h(36 h时6株菌株、48 h时4株菌株、60 h时13株菌株、72 h时11株菌株)就可使50 mg L-1铬(VI)达到我国铬(VI)废水排放标准.Bt具有对环境和人安全的优点,在快速净化含铬(VI)废水方面具有广阔的应用前景.     

合成锰钾矿型化合物对偶氮染料的脱色研究

利用合成锰钾矿型化合物对酸性橙Ⅱ染料废水进行了脱色研究,讨论了初始溶液酸度、样品投加量、样品粒径大小、反应时间、反应温度等实验条件对脱色率的影响;在最佳脱色条件为:25℃条件下,pH值为2.9,粒径160-200目,锰钾矿投加量0.10g,反应2h,对50ml浓度为400mg·l-1酸性橙Ⅱ模拟废水的脱色率可达到95%以上,处理后废水色度为25倍,完全达到了<纺织染整工业污染物排放标准>(GB4287-1992)中的一级标准.通过反应前后锰钾矿比表面积的测定及Mn(Ⅱ)溶出试验研究结果表明,染料与锰钾矿颗粒物的界面发生了氧化还原反应,使染料的发色基团破坏而导致其脱色;另外锰钾矿会吸附小分子物质.据此推断染料废水的脱色是锰钾矿型化合物的吸附性和氧化性共同作用的结果.     

无花果曲霉对直接冻黄（G）的脱色特性研究

文章利用无花果曲霉对直接冻黄G进行脱色研究,在搅拌条件下,菌丝球能有效地使直接冻黄G脱色（＞90％在24h内）。在限氮培养基中,对影响脱色过程的因素进行了试验。这些因素包括：葡萄糖浓度、酒石酸 铵浓度、原初pH及温度。结果表明：该菌丝球对染料脱色的最佳温度为30℃,最佳pH5.0,培养基成分对脱色也有一定的影响。该菌对染料的脱色酶为组成酶,脱色酶在细胞内、外均有分布,染料对酶无诱导作用。菌丝球经二次脱色后能重新被利用。     

微电解对不同结构染料脱色效果的研究

采用微电解法研究了染料脱色效率与染料结构的关系.结果表明,脱色的难易程度从染料结构看,依次为偶氮型、蒽醌型＞金属络合型＞半菁阳型.在pH值为5.7-6.0,铁炭比为2:1时,处理效果最好,对100mg·l-1的摸拟染料废水处理1h后,脱色率达到90%以上.     

新生MnO2对甲基橙废水的脱色特性研究

以化学法合成的新生MnO2作吸附剂,对水中甲基橙染料进行吸附脱色研究,探讨了影响吸附的因素和吸附机理。结果表明：新生Mn2对甲基橙的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附速率大,吸附前溶液pH值是影响染料脱色效果的最主要因素,吸附后溶液pH和温度影响较小。在实验条件下可使甲基橙脱色率达99％。