本文關(guān)鍵詞：一株偶氮染料甲基橙降解菌的篩選、鑒定及其脫色條件與機(jī)理研究　出處：《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 多粘類芽孢桿菌 甲基橙 降解產(chǎn)物 降解路徑

【摘要】：印染紡織行業(yè)不但是水資源消耗大戶,而且還是水體污染的重要污染源。其中,偶氮染料是最主要的污染物。目前,國內(nèi)外大多都采用的物理法和化學(xué)法處理染料廢水,這兩種方法具有成本高,處理不完全會造成二次污染的等缺點。生物法處理染料廢水成本低、效率高、產(chǎn)泥少、對環(huán)境友好。微生物脫色染料廢水的機(jī)理主要是吸附、酶降解或者二者的結(jié)合,還原酶和氧化酶都會參與到微生物降解的過程中。微生物處理染料廢水最終的目的是脫色并解毒偶氮染料及其降解產(chǎn)物。目前對偶氮染料脫色或降解主要集中在酵母、藻類、絲狀真菌、細(xì)菌、混合菌的研究上,但這些研究有如下不足:(1)酵母、藻類、真菌等對染料的脫色主要體現(xiàn)在吸附作用上,而微生物在死亡之后,細(xì)胞破裂,它們吸附的染料又會被釋放出來,不能達(dá)到徹底去除染料的目的。(2)印染廢水的含鹽量很高,很多微生物在鹽濃度達(dá)到一定范圍時,生長就會被抑制,從而影響微生物對印染廢水的脫色。(3)目前應(yīng)用于染料降解的菌株雖然具有一定的染料脫色能力,但其脫色效率往往不高,對不同結(jié)構(gòu)偶氮染料的脫色效果往往相差較大,廣譜性較差。故本文通過運用微生物學(xué)、分子生物學(xué)以及生物化學(xué)等手段,得到一株能夠耐受高鹽度且對不同偶氮染料都有脫色效果的菌株,并對細(xì)菌降解偶氮染料的條件和機(jī)理進(jìn)行研究,主要結(jié)果如下:(1)從長期被偶氮染料廢水污染的土壤中分離得到一株對甲基橙具有高效脫色效果的菌株,經(jīng)鑒定為多粘類芽孢桿菌(Paenibacilluspolymyxa),命名為YP-5。它的細(xì)胞形態(tài)為長桿狀,菌落較小,呈圓形,淡黃色,邊緣整齊,菌面凸起,表面有光澤,光滑,濕潤,呈半透明粘稠狀態(tài),屬革蘭氏陽性細(xì)菌。(2)脫色條件優(yōu)化的實驗表明,pH=6,鹽度為1%,裝液量是50 mL時,菌株YP-5對甲基橙脫色效果最佳,在30h脫色率達(dá)到98.9%。并且該細(xì)菌對甲基橙的最大耐受濃度能夠達(dá)到2000 mg/L,對不同的偶氮染料如酸性橙7、剛果紅、活性黑5等都具有一定的脫色效率,也具有一定的廣譜性。(3)經(jīng)過不同的檢測及分析手段,FTIR以及LC-MS等,得到了菌株YP-5降解甲基橙的基本路徑和產(chǎn)生的4種降解產(chǎn)物,分別為對4-氨基甲基偶氮苯磺酸(4-methyl aminoazobenzene-4-sulfonicacid)、2,4-二氛基甲苯(2,4-Diaminotoluene)、N,N-二甲基對苯二胺(N,N-dimethyl-p-phenylenediamine)、對氨基苯盼(4-aminophenol)。在降解過程中,偶氮還原酶、漆酶、錳過氧化物酶對偶氮染料甲基橙降解起到關(guān)鍵作用。此外,降解后的甲基橙染料廢水毒性小于降解前的廢水,為實際的農(nóng)業(yè)灌溉提供了基礎(chǔ)的實驗依據(jù)。
[Abstract]:Printing and dyeing textile industry is not only a large consumption of water resources, but also an important source of water pollution. Azo dyes are the most important pollutants. Most of the physical and chemical methods used in the treatment of dyestuff wastewater at home and abroad, these two methods have the disadvantages of high cost, incomplete treatment will cause secondary pollution. Biological treatment of dye wastewater has low cost and high efficiency. The mechanism of microbial decolorization dye wastewater is mainly adsorption, enzymatic degradation or combination of both. Reductase and oxidase are both involved in microbial degradation. The ultimate purpose of microbial treatment of dye wastewater is to decolorize and detoxify azo dyes and their degradation products. Yeast. Algae, filamentous fungi, bacteria, mixed bacteria, but these studies have the following deficiencies: 1) yeast, algae, fungi and other dye decolorization is mainly reflected in adsorption, but after the microbial death. When the cells break down, the dye adsorbed by them will be released again, which can not completely remove the dye. The salt content of printing and dyeing wastewater is very high. Many microorganisms reach a certain range of salt concentration. Growth will be inhibited, thus affecting the microbial decolorization of printing and dyeing wastewater.) although the strain used in dye degradation has a certain ability to decolorize dyes, its decolorization efficiency is often not high. The decolorization effect of azo dyes with different structures often varies greatly, and the broad-spectrum is poor. Therefore, microbiology, molecular biology and biochemistry are used in this paper. A strain with tolerance to high salinity and decolorization of different azo dyes was obtained, and the conditions and mechanism of bacterial degradation of azo dyes were studied. The main results were as follows: (1) A strain with high decolorization effect on methyl orange was isolated from soil contaminated by azo dye wastewater for a long time. It was identified as Paenibacillus polymyxaan, named YP-5. its cell form is long rod shape, the colony is small, it is round and yellowish. The results showed that the optimum decolorization conditions were smooth, smooth, moist, translucent and viscous. The optimum decolorization conditions were Gram-positive bacteria. The results showed that the pH value was 6 and the salinity was 1%. The best decolorization effect of the strain YP-5 on methyl orange was obtained when the volume of liquid was 50 mL. The decolorization rate reached 98.9% at 30 h, and the maximum tolerance concentration of the bacteria to methyl orange was up to 2000 mg / L, and to different azo dyes such as acid orange 7, Congo red. Active black 5 has a certain decolorization efficiency, but also has a certain broad-spectrum.) after different detection and analysis means, such as FTIR and LC-MS. The basic pathway and four degradation products of methyl orange degradation by YP-5 were obtained. 4-aminoazobenzene-4-sulfonicacididine, 4-aminoazobenzene-4-sulfonicacididine, 4-aminomethylazobenzene-4-sulfonicacididine, 4-aminomethylazobenzene-4-sulfonicacididine, 4-Diaminotoluenetrimethylamine (N-dimethyl-p-phenylenediamine), NN-dimethyl-p-phenylenediamine (N-dimethyl-p-phenylenediamine). In the process of degradation, azo reductase, laccase and manganese peroxidase play a key role in the degradation of azo dye methyl orange. The toxicity of the degraded methyl orange dye wastewater is less than that of the pre-degradation wastewater, which provides a basic experimental basis for the actual agricultural irrigation.
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X172

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1359258