微生物染料脱色研究进展

近年来,利用微生物对各种染料及染料废水脱色的研究报道很多,包括细菌、真菌等,脱色机制包括吸附脱色和降解脱色。综述了国内外有关这两大类微生物脱色研究的最新进展,对各种脱色机制在实际染料废水处理中的应用现状和研究方向进行了讨论。     

微生物对偶氮染料的脱色及其基因工程研究进展

偶氮染料广泛应用在纺织印染、造纸印刷等行业中。染料废水的排放将会导致严重的环境污染,使用微生物处理染料废水是解决此问题的有效方法。该文概述了微生物对偶氮染料的脱色的研究,包括细菌对偶氮染料的脱色,真菌对偶氮染料的脱色,脱色产生的芳香胺并进一步被降解,以及基因工程技术在微生物对偶氮染料脱色的研究进展。     

微生物染料脱色技术研究与应用

系统综述了近年来利用细菌、真菌、基因工程菌以及混合菌群对染料脱色的最新研究进展,对各类微生物的脱色机制、技术研发现状以及在染料废水处理领域的应用前景和研究方向进行了讨论。     

微生物对三苯基甲烷类染料脱色的研究进展

三苯基甲烷染料广泛应用于纺织印染、医药、生物染色、造纸、皮革、食品及化妆品等领域, 常见的有作为抗菌剂的孔雀石绿和结晶紫等。由于其特殊的化学结构, 在环境中较稳定且难以降解脱色, 因此其生物脱色降解的研究可为印染废水处理和染料污染环境的生物修复提供理论依据。本文从细菌、放线菌、真菌及藻类等微生物对三苯基甲烷类染料降解脱色研究新进展做综述。通过分析不同微生物脱色三苯基甲烷类染料的中间产物来探讨其降解机理和降解途径, 同时论及功能酶的分离纯化、酶学特性及其编码基因的克隆表达新进展, 并分别从基础理论和应用两方面对微生物降解三苯基甲烷类染料未来的研究方向进行了展望。     

撕裂蜡孔菌在开放体系中对甲基橙染料的静态脱色研究

为了评价撕裂蜡孔菌处理偶氮染料的应用潜力,用性能稳定的甲基橙染料为材料,采用批次试验在开放性体系中研究了染料初始浓度、菌丝生物量、温度、pH等因素对该菌脱色能力的影响,运用菌丝体反接、染液光谱扫描、菌丝体显微观察等方法探讨了菌丝体脱色的可能机制,利用植物萌发试验进行了染料和脱色后溶液的毒性测试。结果表明,撕裂蜡孔菌在开放的静止体系中能够对甲基橙高效脱色,其最适脱色温度为35℃,最佳脱色pH值在6左右。菌丝对甲基橙的脱色表现在吸附和产酶降解两个方面,脱色过程中染料对菌丝体本身的影响较少。植物毒性分析显示撕裂蜡孔菌脱色48h后的产物对植物的毒性比甲基橙本身更强,若要彻底降解可能需要较长时间。本研究可为染料脱色工艺提供新的菌种。     

混合培养体系对染料的脱色和降解条件研究

目的:探讨混合培养体系对染料的脱色和降解的条件,为实际应用奠定一定基础.方法:利用4株细菌和4株丝状真菌组建了一真菌细菌混合物培养体系,考察了该混合培养体系对各单一依染料的脱色与降解情况,初步研究了其对混合染料脱色与降解的工艺条件,包括接种比例、处理时间、氧气供应、接种顺序等.结果:真菌与细菌同时接种,且接种比例为2:1,振荡培养到3h就达到很高的脱色率和降解率,12h时脱色率和降解率分别达到98.36%和89.89%;而且该混合培养体系对高浓度染料有较强的耐受性,在染料浓度高达320 mg/L时,脱色率和降解率仍高达97.03%和74.03%.结论:得到了该混合培养体系对染料脱色和降解的最佳工艺条件.     

脱水污泥中脱色偶氮染料功能菌

近年来,随着印染与染料工业的发展,染料的数量和品种不断增多,由染料废水造成的污染呈增加的趋势,开发环境友好、高效、快速、低成本的染料废水处理方法是当前研究的热点。国内外常用的偶氮染料废水处理的方法可以分为物理法、化学法和生物法。传统的物化法虽然效果好,但较高的成本以及严重的二次污染,限制了其在实际中的应用,生物法以廉价、高效与环境友好等优势而广为应用。目前利用微生物处理偶氮染料废水的应用和研究居于首位,许多研究者致力于高效脱色偶氮染料微生物的筛选、分离和驯化[1-2]。本刊2014年第12期刊登了解井坤、花莉等的文章《脱水污泥中脱色偶氮染料功能菌群的驯化分离》[3]。作者以脱水污泥作为脱色偶氮染料功能菌群的新来源,经驯化分离获得降解混合偶氮染料的高效降解菌株若干,菌株所制备干粉也可在无外源碳源的条件下完全脱色金橙I,研究表明脱水污泥是耐胁迫工程菌株的理想种质来源。近年来该研究团队利用研究所得菌株,对脱水污泥处理不同偶氮染料废水的微生物群落结构进行了基于分子生物学的分析,得到了偶氮染料结构和功能群落结构组成的信息,研究结果表明偶氮染料结构同降解菌群落组成有对应关系,不同偶氮染料驯化下的混合微生物更倾向于形成以优势种群为主的特定微生物群落结构,而群落多样性在偶氮染料的脱色作用中不是主要因素[4];基于脱污污泥中分离得到的偶氮染料脱色菌种构建的聚氨酯泡沫固定化微生物体系,能够快速、反复用于偶氮染料废水的脱色[5]。由于实际偶氮染料废水的成分十分复杂,针对不同的偶氮染料废水构建特定的高效脱色微生物群落结构在实际中的应用有待进一步探究;其次本研究在固定化微生物的脱色过程中,采用的是较小的反应器,对于反应器放大后的脱色效果也需要进一步的研究。进行了脱色偶氮染料废水的微生物燃料电池体系的搭建和运行,证明分离株能够有效进行胞外电子传递,在脱色偶氮染料的同时实现产能资源化,同时说明脱水污泥也可作为保外电子呼吸菌的种质来源[6-7];在MFC同步脱色产电性能的研究中,虽然MFC加速了偶氮染料的脱色,但是其产电水平整体偏低,达不到有效利用水平,所以如何进一步提升产电能力从而到达有效利用水平也是亟待解决的问题。     

黄孢原毛平革菌对RBBR脱色降解及其降解机制

为研究白腐真菌对蒽醌染料的生物降解机制,以白腐真菌黄孢原毛平革菌为脱色降解菌株,分析了蒽醌染料活性艳蓝KN-R(RBBR)的浓度、金属离子及脱色参数对染料脱色的影响;采用紫外-可见光谱、红外光谱、气相色谱-质谱(GC-MS)分析和植物种子毒性实验进行降解产物分析,以揭示RBBR可能的降解路径及其产物的毒性结果表明:在p...     

白腐真菌对染料废水脱色及降解的研究

染料废水是最难处理的工业废水之一,近年来许多学者就白腐真菌对染料废水的脱色进行了广泛的研究,系统介绍了白腐真菌对染料脱色和降解作用的研究进展,脱色机理及其影响因素,旨在为以后真菌对染料废水的脱色及降解提供参考和依据。     

粗毛栓菌菌丝球非灭菌条件下对12种染料的脱色研究

以新型白腐真菌——粗毛栓菌Trametes gallica为材料,研究了优化后的该菌菌丝球在非灭菌条件下对直接染料、中性染料、三苯甲烷类染料以及蒽醌类染料共12种染料的脱色能力、脱色机制,以及pH、温度、染料初始浓度等参数对该菌菌丝球脱色效果的影响。结果表明,优化条件下制备的粗毛栓菌菌丝球脱色活力良好,4℃下保存20d后仍保持有原脱色活力的95%;活菌丝球比死菌丝球对染料具有更强的耐受性和更好的脱色效果;非灭菌条件下活菌丝球对12种染料的适宜脱色条件为pH 3.0–5.0、25℃、染料浓度为50mg/L、处理36–60h,该条件下粗毛栓菌菌丝球在60h内脱色率均在55%以上,其中粗毛栓菌菌丝球对亚甲基蓝脱色率最高可达到96.40%。紫外可见光谱分析和显微观察结果表明,48h内粗毛栓菌菌丝球在非灭菌条件下对12种染料的脱色是由吸附引起,无二次污染物的产生。粗毛栓菌的这些优良特性显示了其在工业染料废水处理中的广阔应用前景。     

海洋产电菌Shewanella marisflavi EP1的脱色特性

以一株新筛选得到的海洋产电菌Shewanella marisflavi EP1作为实验材料,研究了该菌株关于偶氮、蒽醌、三苯基甲烷等染料的脱色能力及脱色机制。结果表明,该菌株对这些染料均具有较好的脱色能力,最高脱色容量达到925 mg染料/(g细胞干重.d)。EP1能利用葡萄糖、蔗糖、木糖、乳酸、甲酸、柠檬酸等多种碳源将单偶氮染料丽春红2R脱色。脱色的pH、温度和NaCl浓度范围分别是:pH 6-10、15°C-40°C、0-8%。最优脱色条件:乳酸,pH 8、35°C、1%-2%NaCl,10 h内脱色率高达99.95%。分光光谱结果表明,在0-8%NaCl浓度范围内EP1脱色机制为降解脱色。     

一色齿毛菌对刚果红的脱色优化及其毒性变化研究

一色齿毛菌Cerrena unicolor是分离自野外的一株能够降解木质素的白腐真菌。为明确一色齿毛菌对染料的脱色能力及脱色前后染料毒性的变化,本研究利用一色齿毛菌对固体条件下4种染料进行脱色能力的检测,筛选出较易脱色的染料后,对该染料的脱色条件进行优化,并以3种豆类发芽率为指标测定该染料脱色前后的毒性变化。结果表明,一色齿毛菌对4种染料均可脱色,其中对刚果红的脱色效果最为明显;一色齿毛菌对刚果红脱色条件的优化结果为：20g/L麦芽糖,1g/L硝酸铵,1mmol/L硫酸镁,接种9块直径1cm菌饼,10mg/L染料浓度,pH 7时脱色效果最好;刚果红染料脱色前后毒性测试结果显示：染料脱色前发酵液毒性>染料脱色后发酵液毒性>清水处理毒性,表明刚果红染料存在一定的毒性,但在被一色齿毛菌脱色后,染料毒性有所降低。本研究为一色齿毛菌在染料废水脱色方面的应用及降低染料废水毒性提供一定的参考依据。     

东方栓孔菌菌丝体生物吸附剂对染料的脱色作用及其吸附机制研究

利用东方栓孔菌Trametes orientalis菌丝体制得的生物吸附剂,对刚果红、结晶紫、铬天青、亚甲基蓝和中性红5种染料进行了脱色试验,对脱色效果较好的染料进行了影响因子优化,并通过红外光谱分析、化学修饰等方法研究其吸附作用的机制。结果显示：东方栓孔菌菌丝体生物吸附剂对结晶紫有相对较好的脱色效果;在优化的影响因子中,0%–3.0%（m/v）浓度范围内,盐度对染料脱色有促进作用;表面活性剂促使脱色率增加,吐温60浓度为1.5%（v/v）时脱色率可达83.84%;温度为43℃、初始pH为3.0、振荡培养10d后吸附率最高达91.54%。红外光谱分析及化学修饰结果表明菌丝体对染料的吸附作用主要是由它们之间的静电作用力所致。     

脱色细菌的分离和对偶氮染料的脱色研究

从印染废水中分离到8株对多种染料具有较好脱色效果的细菌,在所试验的10种染料中对其中大部分都有较好的脱色作用,尤其对三种酸性黑10B、酸性黑NG、直接湖蓝的脱色率最高;在各菌株最适条件下对这三种染料脱色率都能达到80%以上,其中有些菌株对直接湖蓝的脱色率达到100%。本实验研究了这8个菌株在不同的pH值、温度、需氧量条件下对这三种染料的脱色情况,并对有代表性的菌株脱色前后的化学需氧量(COD)值进行测定来判断染料的降解情况。     

一株高效广谱染料降解细菌的分离鉴定及脱色特性研究

通过梯度驯化,从印染废水长期污染土壤中分离筛选出能以4种不同结构类型的染料(刚果红、美蓝、孔雀绿和活性艳蓝KN-R)为唯一碳源的菌株XSMR,根据其形态学特征和生理生化鉴定及16S rDNA序列分析,初步鉴定为无色杆菌属(Achromobacter sp.)的菌株。菌株XSMR对4种染料均具有强的脱色降解能力,且对染料脱色的同时,自身能够生长繁殖,培养24h菌体干重超过不加染料的对照。在振荡培养条件下对该菌株的脱色反应条件进行研究,结果表明,当刚果红、美蓝、孔雀绿及活性艳蓝KN-R的初始浓度分别小于200mg/L、200mg/L、150mg/L及150mg/L时,在pH7.5、温度35℃、接种量4%(V/V)条件下,接种菌株XSMR脱色14h对4种染料的脱色率均可达到98%以上。通过对降解产物的紫外-可见光谱分析,进一步证明了菌株XSMR能彻底降解染料。菌株XSMR对染料脱色的机理包括生物降解和菌株吸附两方面。     

胶红酵母JB401降解脱色三苯甲烷类染料

从烟梗中分离筛选得到1株能够对三苯甲烷类染料高效脱色的微生物,经ITS-5.8S rDNA分析鉴定为胶红酵母,命名为Rhodotorula mucilaginosa JB401。全波长扫描实验结果证实染料的脱色由胶红酵母降解结晶紫引起。为了提高R.mucilaginosa JB401脱色结晶紫的能力,通过单因素试验对R.mucilaginosa JB401的培养条件进行了优化,得出菌体生长24 h后以2%接种量接入初始pH为5的脱色培养基并在37℃摇床培养,可以取得最优脱色效果,此时脱色50、100和200 mg/L的结晶紫达到90%去除率分别需要3、6和14 h。此外,胶红酵母对温度和pH良好的适应性使其具有应用于工业废水处理的潜力。     

白囊耙齿菌对茜素红脱色条件优化及其毒性变化检测

白囊耙齿菌Irpex lacteus是分离自倒木上的一株可以分泌漆酶和锰过氧化物酶的白腐真菌。利用I. lacteus对固体条件下的活性黑、活性红、结晶紫、茜素红和孔雀石绿进行脱色能力的检测,通过单因素和正交试验优化I. lacteus对茜素红的脱色条件,并以3种作物发芽率为指标测定茜素红被I. lacteus脱色前后的毒性变化。结果显示,I. lacteus对5种染料均可脱色,其中对茜素红染料的脱色更为彻底;单因素和正交试验优化I. lacteus对茜素红的脱色条件为：pH 7.0、葡萄糖10.0g/L、硫酸铵0.66g/L、接种量2片（Φ=8.0mm）、100.0mL三角瓶装液20.0mL,优化条件下I. lacteus对茜素红脱色10d时的脱色率为88.26%,与未优化前的脱色率相比提高了60.50%;茜素红染料被I. lacteus脱色前后毒性大小排序为：染料原液>染料脱色后>PDB培养基处理,表明茜素红染料存在一定的毒性,I. lacteus脱色茜素红后可以使其毒性减弱。通过本研究,为I. lacteus在茜素红等染料废水脱色以及降低染料废水毒性方面的应用奠定基础。     

茅草菇菌丝球对铬黑T的脱色降解性能及毒性评价

[目的]利用真菌茅草菇菌丝球对染料铬黑T(EBT)进行脱色和降解,探究在不同环境条件下对染料脱色性能的影响及作用机制.[方法]采用单因素分析探究真菌的最佳脱色能力,分光光度法测定真菌酶活,小麦种子萌发、大肠杆菌接触抑制试验及秀丽隐杆线虫毒性试验测定脱色前后废水的毒性.[结果]茅草菇菌丝球受摇床温度和转速影响较小,在pH...     

菌丝球DCM对染料的吸附脱色性能研究

从活性污泥中筛选出1株真菌菌株DCM,研究了DCM菌丝球对染料的吸附脱色作用。通过正交实验,确定了DCM的最佳脱色条件,即温度为30℃、pH 6.5、摇速180 r/min、碳氮比20∶1。研究表明,DCM菌丝球对染料的吸附脱色存在着明显的规律。初始时,该菌丝球对染料的吸附量较小,经过一定时间,吸附量开始增加,达到较高水平时趋于稳定。CDM对染料的脱色速率及脱色率都比较高。2 h时其脱色率为30.1%,4h时达80.2%,8 h时脱色率达100%。DCM菌丝球对实际印染废水有较强的脱色作用,其脱色率达96.13%。此外,该菌丝球还有明显的净化效果,SS的祛除率达90%,CODcr的祛除率达88%,显示出了良好的应用前景。     

不同培养基对富集筛选脱色真菌菌群的效果比较

利用活性黑RB5和活性红M-3BE作为筛选因子,从染料脱色效果、菌群产酶能力以及菌群中的微生物丰富度三方面比较了酵母培养基A、产漆酶真菌培养基B和白腐真菌培养基D在脱色真菌富集筛选方面的效果。富集筛选结果共得到11组具有明显脱色效果的真菌菌群,其中5组来自于D培养基,A和B培养基各获得3组。来自A培养基的3组菌群显示出最好的脱色效果和最大的菌群丰富度,对50mg/L的活性红M-3BE和酸性红A溶液的脱色率最高达到99.53%和97.42%,从中分离到了16株真菌,初步鉴定分属于水霉科、曲霉科(红曲霉属)、节壶菌科和白粉菌科;而B和D培养基中所获得的菌群脱色效果稍差,从中仅得到3株和2株真菌,初步鉴定属于酵母和青霉。A、B两种培养基在各种染料存在下更易产生木质素过氧化物酶,产漆酶能力较弱,而D培养基产漆酶活性较高。