發(fā)布時(shí)間：2017-07-19 22:11

  本文關(guān)鍵詞：假單胞菌厭氧脫色偶氮染料的研究

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【摘要】：偶氮染料是一種含有一個(gè)或多個(gè)偶氮基的芳香類化合物,它們是商業(yè)應(yīng)用中最多且最重要的一類合成染料。偶氮染料因其色度牢、穩(wěn)定性強(qiáng)和難降解等特點(diǎn)難以被完全去除。目前,細(xì)菌脫色和降解偶氮染料被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)可行且對(duì)環(huán)境無(wú)害的方法。部分細(xì)菌具有生長(zhǎng)快、耐受性高等優(yōu)勢(shì),在生物處理偶氮染料廢水中具有潛在應(yīng)用價(jià)值,通過(guò)對(duì)這類細(xì)菌的脫色特性和脫色途徑深入研究,可為偶氮染料廢水的生物處理提供理論依據(jù)。本論文以莧菜紅染料為目標(biāo)污染物,研究了假單胞菌Pseudomonas sp對(duì)其脫色特性,并采用響應(yīng)曲面法優(yōu)化脫色條件；采用現(xiàn)代分析手段對(duì)莧菜紅染料的脫色產(chǎn)物進(jìn)行了探究,結(jié)合脫色酶系分析,初步推測(cè)出覽菜紅染料的脫色途徑。引入氧化還原介體,強(qiáng)化了生物脫色莧菜紅染料的處理效果。主要研究結(jié)果如下：不外加電子供體的條件下,菌株可利用莧菜紅染料維持自身生命活動(dòng)并緩慢脫色,135h脫色率為27.7%；外加葡萄糖、淀粉、丙酮酸鈉等作為電子供體時(shí),顯著促進(jìn)莧菜紅染料脫色,且脫色過(guò)程符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。菌株在靜置厭氧,葡萄糖為電子供體,其濃度為1.5g/L,pH范圍為7-9,染料濃度為50-200mg/L的條件下對(duì)莧菜紅染料都具有較高的脫色降解性能,并且能脫色甲基紅、橙黃G、-金橙Ⅱ、橙黃Ⅰ、酸性大紅GR和酸性紅18等六種其他結(jié)構(gòu)的偶氮染料,具有脫色廣譜性。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)Box-Benhnken實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?采用響應(yīng)曲面分析法優(yōu)化菌株對(duì)莧菜紅脫色染料條件為染料濃度170mg/L,葡萄糖濃度1.6g/L,脫色培養(yǎng)液的初始pH為7.2,脫色時(shí)間75h時(shí),莧菜紅的脫色率達(dá)到了97.3%。菌株在莧菜紅染料廢水的替換分批脫色和連續(xù)補(bǔ)料脫色實(shí)驗(yàn)中分別實(shí)現(xiàn)9次和7次有效脫色,替換分批脫色系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性,效果較好,菌株的耐受性更強(qiáng),具有連續(xù)脫色能力,表明該菌株具有較好的脫色應(yīng)用潛力。引入葸醌-2-磺酸鈉(AQS)、核黃素(VB2)、腐殖酸(HA)和顆�；钚蕴�(GAC)等氧化還原介體對(duì)莧菜紅脫色速率都有促進(jìn)作用,促進(jìn)效果為AQSVB2HA GAC,20h的脫色率相對(duì)于無(wú)介體體系分別提高了7.2,3.0,1.5,1.5倍。在添加AQS介體體系中,外加電子供體能明顯提高脫色效率,促進(jìn)效果依次為葡萄糖丙酮酸鈉蔗糖淀粉乙酸鈉。當(dāng)投加AQS量小于30mg/L時(shí),染料的脫色速率隨著介體濃度的增加而增加,但投加量大于30mg/L,脫色效率無(wú)明顯變化。菌株脫色莧菜紅染料是以生物吸附和生物降解形式相結(jié)合的,其中生物降解占比91%,處于主導(dǎo)地位。無(wú)介體體系中莧菜紅的降解脫色與偶氮還原酶和NADH-DCIP還原酶密切相關(guān),厭氧條件下莧菜紅的偶氮鍵被還原裂解,共軛結(jié)構(gòu)被破壞,同時(shí)在脫色過(guò)程中產(chǎn)生芳香胺類物質(zhì)。脫色體系中加入介體AQS后,未檢測(cè)到偶氮還原酶和NADH-DCIP還原酶,AQS充當(dāng)電子傳遞體作用。
【關(guān)鍵詞】：假單胞菌Pseudomonas sp. 莧菜紅 脫色 氧化還原介體
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-17
• 第一章 緒論17-29
• 1.1 染料概述17-19
• 1.1.1 染料的分類及應(yīng)用17-18
• 1.1.2 偶氮染料的結(jié)構(gòu)及發(fā)色機(jī)理18
• 1.1.3 偶氮染料廢水的危害18-19
• 1.1.4 偶氮染料廢水的處理方法19
• 1.2 微生物脫色偶氮染料的研究進(jìn)展19-21
• 1.2.1 真菌對(duì)偶氮染料的脫色和降解19-20
• 1.2.2 藻類對(duì)偶氮染料的脫色和降解20
• 1.2.3 細(xì)菌對(duì)偶氮染料的脫色和降解20-21
• 1.3 細(xì)菌脫色偶氮染料的機(jī)理21-25
• 1.3.1 生物吸附21-22
• 1.3.2 生物降解22-25
• 1.4 細(xì)菌厭氧脫色偶氮染料的影響因素25-26
• 1.4.1 溫度的影響25
• 1.4.2 pH的影響25
• 1.4.3 染料結(jié)構(gòu)的影響25
• 1.4.4 染料濃度的影響25-26
• 1.4.5 電子供體的影響26
• 1.4.6 氧化還原介體的影響26
• 1.5 課題研究目的、內(nèi)容及技術(shù)路線26-29
• 1.5.1 本課題研究目的26-27
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容27-28
• 1.5.3 技術(shù)路線28-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法29-38
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料29
• 2.1.1 菌種來(lái)源29
• 2.1.2 培養(yǎng)基29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器29-31
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品29-31
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器31
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)31-34
• 2.3.1 假單胞菌對(duì)偶氮染料的脫色特性研究31-33
• 2.3.2 響應(yīng)曲面法優(yōu)化假單胞菌對(duì)莧菜紅的脫色條件33
• 2.3.3 氧化還原介體對(duì)偶氮染料脫色的影響33-34
• 2.4 分析方法34-38
• 2.4.1 染料脫色率的測(cè)定34-35
• 2.4.2 莧菜紅染料濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定35
• 2.4.3 菌體雙附能力的測(cè)定35
• 2.4.4 蛋白質(zhì)的測(cè)定35
• 2.4.5 葡萄糖的測(cè)定35-36
• 2.4.6 紫外-可見(jiàn)光譜分析36
• 2.4.7 傅里葉紅外分析36
• 2.4.8 粗酶的提取36
• 2.4.9 漆酶酶活的測(cè)定36-37
• 2.4.10 偶氮還原酶酶活的測(cè)定37
• 2.4.11 NADH-DCIP還原酶酶活的測(cè)定37-38
• 第三章 假單胞菌對(duì)偶氮染料的脫色特性研究38-53
• 3.1 接種量對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響38
• 3.2 電子供體對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響38-40
• 3.2.1 電子供體對(duì)莧菜紅脫色率的影響38-40
• 3.2.2 不同電子供體條件下的脫色動(dòng)力學(xué)40
• 3.3 葡萄糖濃度對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響40-41
• 3.4 體系pH對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響41-42
• 3.5 染料初始濃度對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響42-43
• 3.6 脫色連續(xù)性43-45
• 3.7 菌株脫色廣譜性45-46
• 3.8 響應(yīng)曲面法優(yōu)化假單胞菌脫色莧菜紅的結(jié)果46-51
• 3.8.1 IRSM實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果46-47
• 3.8.2 回歸模型的建立47-48
• 3.8.3 回歸模型的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析48-51
• 3.8.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)51
• 3.9 小結(jié)51-53
• 第四章 介體種類對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響53-58
• 4.1 介體種類對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響53-54
• 4.2 電子供體對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響54-55
• 4.3 接種量對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響55-56
• 4.4 AQS濃度對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響56
• 4.5 染料初始濃度對(duì)假單胞菌脫色莧菜紅的影響56-57
• 4.6 小結(jié)57-58
• 第五章 假單胞菌厭氧脫色偶氮染料機(jī)理的初步研究58-63
• 5.1 假單胞菌的對(duì)染料的吸附脫色能力的確定58
• 5.2 脫色產(chǎn)物分析58-60
• 5.2.1 紫外可見(jiàn)光譜分析58-59
• 5.2.2 傅里葉紅外分析59-60
• 5.3 脫色酶分析60-62
• 5.4 莧菜紅厭氧脫色途徑分析62
• 5.5 小結(jié)62-63
• 第六章 結(jié)論與建議63-65
• 6.1 結(jié)論63
• 6.2 建議63-65
• 參考文獻(xiàn)65-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73

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本文編號(hào)：565060