印染廢水脫色菌的篩選與脫色條件研究

 

摘  要：采用土壤真菌常規分離方式篩選到3株種可使色漿脫色的菌株，通過篩選選取一株脫色效果最好，且未見脫色研究報道的菌株。對該菌株的脫色能力進行了初步檢測。對該菌株在孟加拉紅和水溶性色漿的脫色條件進行了研究，結果表明碳源種類、氮源種類、溫度、pH值等因素，對菌種的生長繁殖和對染料的脫色效果具有一定的影響。從不同時期脫色時期和脫色的菌體量不成比例的關係，初步認定該菌脫色的機理有吸附和降解兩個因數組成。其最適脫色條件是碳源為蔗糖，氮源為硝酸銨，起始PH值為6-8，孟加拉紅的溫度為30℃，色漿的溫度為35℃。最後通過顯微鏡觀察初步鑒定為黃曲黴。

關鍵詞：真菌；染料；脫色；黃曲黴；

 

1  前言

水是人類生存之源，發展之本，是環境構成中最活躍的因素。我國常年水資源總儲量為2.81萬億m³，居世界第6位，而年總用水量為5 500億～5 600億m³，整體上能夠滿足需求^[1]。但由於我國人口眾多，人均水資源占有量不足2 150 m³，為世界人均水資源占有量的1/4，位列世界110位，是聯合國認定的“水資源最為緊缺”的13個國家之一。而且，隨著人口的增長，工業化、城市化以及灌溉對水的需求量日益增加，加之水資源時空分布不均、水汙染、水生態係統失衡等問題加劇了當前水資源供需矛盾，使我國水資源危機越發凸顯，進而成為我國經濟發展的嚴重製約因素之一。據美國對外關係委員會亞洲研究中心的報告，中國668個城市中440個已出現長期缺水問題^[2]。20世紀90年代以來，國家累計投入600億元治理江河汙染，相關部門也大力采取防汙治汙的措施，使得河流、湖泊、水庫的水質基本保持穩定，局部有所改善。但據《中國環境狀況公報》顯示，2007年我國水汙染形勢依然嚴峻，監測的197條河流的407個斷麵中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷麵比例分別為49.9 %、26.5 %和23.6 %。因此，防治水資源汙染，提高水環境質量，已成為當務之急。

1.1印染廢水的特點

1.1.1 　廢水的特點　

印染產生的廢水主要特點有：①水量大；②濃度高，大部分廢水呈堿性,COD 值較高，色澤深；③水質波動大，印染廠的生產工藝和所用染化料，隨紡織品種類和管理水平的不同而異，而對於每個工廠，其產品都在不斷變化，因此，廢水的汙染物成分濃度的變化與波動十分頻繁；④以有機物汙染為主，除酸、堿外,廢水中的大部分汙染物是天然或合成有機物； ⑤處理難度較大，染料品種的變化以及化學漿料的大量使用，使印染廢水含難生物降解的有機物，可生化性差。可見印染廢水是較難處理的工業廢水之一^[4] 。

1.1.2 　廢水的危害　

印染廢水的色澤深，嚴重影響著水體外觀。造成水體有色的主要因素是染料。目前全世界染料年總生產量在60 萬t 以上，其中50 %以上用於紡織品染色；而在紡織品印染加工中，有10 %～20 %的染料作為廢物排出。印染廢水的色度嚴重，用一般的生化法難以去除。有色水體會影響日光的透射，不利於水生生物的生長^[5]。印染廢水具有水量大、有機汙染物含量高、難降解物質多、色度高，以及組分複雜等特點，屬難處理的工業廢水。印染廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿，纖維雜質及無機鹽等，其中染料中的硝基和胺基化合物，以及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素，具有較大的生物毒性，嚴重汙染環境^[6]。

1.2  印染廢水的基本處理方法

印染廢水是成分複雜的有機廢水,處理的主要對象是BOD₅ 、不易生物降解或生物降解速度緩慢的有機物、堿度、染料色素以及少量有毒物質^[7] 。

1.2.1　預處理　

印染廢水汙染程度高,水質水量波動大,成分複雜,一般都需進行預處理,以確保其他處理法的處理效果和運行穩定性。

（1）調節  由於印染廢水的水質水量變化大,因此,印染廢水處理工藝流程中一般都設置調節池,以均化水質水量。為防止纖維屑、棉籽殼、漿料等沉澱於池底,池內常用水力、空氣或機械攪拌設備進行攪拌。水力停留時間一般為8 h 左右。

（2）中和  印染廢水的pH 值往往很高,除通過調節池均化其本身的酸、堿度不均勻性外,還需要設置中和池,以使廢水的pH值滿足後續處理工藝的要求。

（3）廢鉻液處理  在有印花工藝的印染廠中,印花滾筒鍍筒時需使用重鉻酸鉀等,滾筒剝鉻時就會產生鉻汙染。這些含鉻的雕刻廢水含有重金屬,必須進行單獨處理,以消除鉻汙染。

（4）染料濃腳水預處理   染色換品種時排放的染料濃腳水,數量少,但濃度極高,COD 可達幾萬甚至幾十萬。對其進行單獨預處理可減少廢水的COD 濃度,這對於小批量、多品種的生產企業尤其重要。

1.2.2  物理與化學處理技術　

從理論上講，多種物理化學和生物方法都可以用於印染廢水的處理，常用的物化處理工藝主要是混凝沉澱法與混凝氣浮法，此外,電解法、生物活性炭法和化學氧化法等也用於印染廢水處理中。但考慮到工業效率與處理成本，目前工業上常用的方法有絮凝沉澱（氣浮）、電解、吸附、生物降解等方法^[8,9]。

（1）混凝法  混凝法是印染廢水處理中采用最多的方法,有混凝沉澱法和混凝氣浮法2 種。常用的混凝劑有堿式氯化鋁、聚合硫酸鐵等。混凝法對去除COD 和色度都有較好的效果。混凝法設置在生物處理前,混凝劑投加量較大,汙泥量大,易使處理成本提高,並增大汙泥處理與最終處理的難度。混凝法的COD 去除率為30 %～60 %,BOD₅ 去除率為20 %～50 %。

（2）化學氧化法  紡織印染廢水的主要特征之一是帶有較深的顏色。這些顏色主要由殘留在廢水中的染料所造成。此外,有些懸浮物、漿料和助劑也能產生顏色。廢水脫色就是去除廢水中的顯色有機物。印染廢水經生物法或混凝法處理後,隨BOD 和部分懸浮物的去除,色度有一定的降低。一般情況下,生物法的脫色率較低,僅為40 %～50 %。混凝法的脫色率稍高,但因染料品種和混凝劑的不同而有很大差別,脫色率在50 %～90 %。

氯氧化脫色法  氯作為消毒劑已廣泛地應用於給水處理,其作為氧化劑時的功能與消毒有所不同。氯氧化脫色法就是利用廢水中的顯色有機物易被氧化的特性,應用氯或其化合物作為氧化劑,氧化顯色有機物,並破壞其結構,達到脫色的目的^[8] 。

臭氧氧化脫色法  臭氧作為強氧化劑,除了在水消毒中得到應用,在廢水脫色及深度處理中也得到廣泛應用。影響臭氧氧化的主要因素有水溫、pH 值、懸浮物濃度、臭氧濃度、臭氧投加量、接觸時間和剩餘臭氧等。

光氧化脫色法  光氧化脫色法是利用光和氧化劑聯合作用時產生的強烈氧化作用,氧化分解廢水中的有機汙染物質,使廢水中的BOD5 、COD 和色度大幅度下降的一種廢水處理方法。電解法處理印染廢水時,電解法起主要作用,而內電解法起輔助作用。無論在COD 去除中,還是在色度去除中,鐵屑投加率都不是影響處理效果的主要因素。COD的去除主要依靠電解產生的Fe (OH) 3 絮體沉降作用;色度的去除主要依靠電解產生的高價態氯化物的強氧化性。光氧化脫色法中常用的氧化劑是氯氣,有效光是紫外線。紫外線對氧化劑的分解及對汙染物質的氧化起催化作用。因此,設計時應選擇相應的特殊紫外線燈作為光源^[10] 。

（3）吸附法  是利用吸附劑如活性炭、矽聚物、高嶺土、工業爐渣等吸附廢水中染料的方法。不同的吸附劑對染料吸附有選擇性。活性炭吸附效果好，但費用較高。開發高效便宜的吸附劑是吸附法的研究方向。

（4）電解法  借助於外加電流的作用產生化學反應,把電能轉化成化學能的過程稱電解。利用電解的化學反應,使廢水的有害雜質轉化而被去除的方法稱為廢水電解處理法,簡稱電解法。電解法處理印染廢水時,電解法起主要作用,而內電解起輔助作用。無論在COD 去除中,還是在色度去除、鐵屑投加率都不是影響處理效果的主要因素。COD 的去除主要依靠電解產生的Fe(OH)₃ 絮體沉降作用;色度的去除主要依靠電解產生的高價態氯化物的強氧化性。  

1．2.3  生物處理

（1）活性汙泥法  這是目前使用最多的一種方法,有推流式活性汙泥法、表麵曝氣池等。活性汙泥法具有投資相對較低、處理效果較好等優點。汙泥負荷的建議值通常為0. 3～0. 4 kg (BOD₅ ) / kg (MLSS) ·d。該法的BOD₅ 去除率大於90 %,COD 去除率大於70 %。據上海印染行業的經驗表明,當汙泥負荷小於0.2 kg(BOD5) / kg(MLSS) ·d 時,BOD₅ 去除率可達90 %以上,COD 去除率為60 %～80 %^[11] 。

（2）生物接觸氧化法  該法具有容積負荷高、占地小、汙泥少、不產生絲狀菌膨脹、無需汙泥回流、管理方便、可降解特殊有機物的專性微生物等特點,因而近年來在印染廢水處理中被廣泛采用。生物接觸氧化法特別適用於中小水量的印染廢水處理,當容積負荷為0. 6～0. 7 kg(BOD₅) / kg(MLSS) ·d 時,BOD₅ 去除率大於90 %,COD 去除率為60 %～80 %。

（3）缺氧水解好氧生物處理工藝  缺氧段的水力停留時間,一般是根據進水COD 濃度來確定的。當缺氧段采用填料法時,建議按100 mg/ L 的COD 需水力停留時間為1 h 累計取值。好氧段負荷限值有2 種方法: ①不計缺氧段去除率,此時好氧段負荷的限值略高於一般負荷值; ②按缺氧段BOD₅ 去除率為20 %～30 %計,而好氧段的負荷按一般負荷值計算。經這一工藝處理後,BOD5 去除率在90 %以上,COD去除率在70 %以上,該法的色度去除率較單一的好氧法有明顯提高^[12]。

（4）生物轉盤、塔式濾池  生物轉盤、塔式濾池等工藝在印染廢水的處理中也曾采用,取得了較好的效果,有的廠目前還在運行。但由於這些工藝占地較大,對環境影響較大,處理效果比其他工藝低,目前已很少采用。

（5）厭氧處理  對濃度較高、可生化性較差的印染廢水,采用厭氧處理方法能較大幅度地提高有機物的去除率。厭氧處理在實驗室研究、中試中已取得了一係列成果,是較有發展前途的新工藝。但其生產運行管理要求較高,在厭氧處理法後麵還需好氧法處理才能達到出水水質要求。

生物法，印染廢水中大部分有機物是可以降解的，即使是苯環結構，也能被某些微生物分解。生物化學處理具有運轉費用低，處理效果好，操作簡單等優點，日益受到人們的重視，並在印染廢水的處理中得到廣泛應用。

2  實驗材料與方法

2.1  實驗藥品與器材

2.1.1  實驗藥品

蔗糖、葡萄糖、麥芽糖、可溶性澱粉、木糖、蛋白腖、牛肉膏、尿素、馬鈴薯、黃豆芽、檸檬酸鈉、酒石酸鉀鈉、75%乙醇、（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃、NaOH、KNO₃、K₂HPO₄、KH₂PO₄、FeSO₄、MgSO₄·7H₂O、HCl、CaCl₂、瓊脂（以上藥品均為分析純）

染料：孟加拉紅、可溶性色漿。

2.1.2  實驗器材

WF J 7200型可見光分光光度計（尤尼科（上海）儀器有限公司），UV－2100雙光束紫外可見光分光光度計（北京瑞利分析儀器有限公司），TOMY自動立式滅菌鍋SS-323(TOMY KDGYO CO.,LTD)、超淨工作台(蘇州淨化設備有限公司)、MJX-160型黴菌培養箱（上betway必威西汉姆联迅實業有限公司醫療設備廠）、SYC-L1型恒溫搖床（上海聯環生物工程設備有限公司）、OLYMPUS BX41TF熒光顯微鏡（OLYMPUS CORPORATION TOKYO,JAPAN）、DHG-9070型電熱鼓風幹燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）、D2F-6050型真空幹燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）。

2.1.3  實驗所用培養基^[13]

查氏培養基，馬丁氏培養基，PDA培養基，薩市培養基，豆芽汁培養基，牛肉膏蛋白腖培養基，無機培養基^[14]；

    液體無機培養基:葡萄糖10g,NaH₂PO₄·2H₂O 0.5 g,MgSO₄·7H₂O 0.2 g,K₂HPO₄ 0.5 g,硫酸銨2 g,CaCl2 0.1 g,水1 000 mL ^[14] 。

2.2  實驗方法

 

 

 

 

 

2.2.1  土壤微生物篩選

（1）土壤的來源：湖南農業大學瀏陽河排水口的淤泥。

（2）富集培養  用無菌紙稱取土樣10 g 4份，2份用液體富集培養，另外2份用固體富集培養。

配製兩種培養基每種兩瓶，液體培養基每瓶150 mL5%葡萄糖，染料終濃度分別為孟加拉紅100 mg/L、水溶性色漿66.7 mL/L，玻璃球25粒/瓶，置於搖床35 ℃培養；固體培養基每培養皿15 ml 5%葡萄糖，染料終濃度分別為孟加拉紅100 mg/L、水溶性色漿66.7 mL/L，置於培養箱35 ℃培養。

（3）稀釋篩菌  用滅菌的1 mL無菌移液管從富集培養液中吸取1 mL轉入9 mL無菌水的試管中，搖勻，得第一個稀釋液（10^-1）。取另一隻1 mL無菌移液管從第二個稀釋液中吸取1 mL，放入另一支含9 mL無菌水的試管中，搖勻，得第二個稀釋液（10^-2）。依此類推，分別稀釋至10^-9。

配製PDA培養基（添加孟加拉紅）滅菌並製成平板。分別取10^-7、10^-8、10^-9三個稀釋度的土壤懸液，塗布於平板，每個稀釋度設三個重複，35℃下培養。

把出現透明環的菌種，用平板劃線法分離純化，挑取單菌種接種斜麵。

2.2.2 不同菌種對不同染料的脫色實驗

配製染料液體無機培養基150 mL每瓶，染料終濃度分別為孟加拉紅100mg/L、水溶性色漿66.7 mL/L。分別接入少量不同的菌種後，置搖床35 ℃培養。

利用WF J 7200型可見光分光光度計對各種菌體的脫色完成後的溶液進行對比其吸收光譜，並找到其最大吸收波長，再測試染料溶液在最大吸收波長處的OD值，計算其脫色率。

2.2.3  菌種脫色能力初步測試

選取以上脫色最好的菌株，進行該菌株的脫色能力初步測定

配製染料液體無機培養基，用接種環接種少量菌種於培養基中，置搖床35 ℃培養。 所用染料包括孟加拉紅、可溶性色漿，每種染料三個重複。

稱量菌體幹重，並對對脫色後的溶液用可見光分光光度計測出在最大吸收波長處的OD值，與不接種菌體的染料溶液初始OD值進行比較計算脫色率。以脫色率表示菌株對染料的脫色能力^[15]。

脫色率= (A-B) / A × 100%。

式中，A——脫色前染料在最大吸收波長處的OD值；

          B——脫色後染料溶液在最大吸收波長處的OD值。

2.2.4  培養基種類對脫色的影響

選擇PDA培養基、馬丁氏培養基、無機培養基、查氏培養基、豆芽汁蔗糖培養基、牛肉膏蛋白腖培養基實驗，比較了這6種培養基對孟加拉紅、水溶性色漿脫色的影響。

配製六種培養基每種兩瓶，每瓶150 mL，染料終濃度分別為孟加拉紅100 mg/L、水溶性色漿66.7 mL/L，接入1mL菌懸液後，置於搖床35 ℃培養。

   脫色結束後，過濾瓶中物質，測量其PH值，測定濾液的OD值，求其脫色率。

2.2.5  碳源對脫色的影響

選擇可溶性澱粉、檸檬酸鈉、酒石酸鈉、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖條件進行實驗，比較了這6種碳源情況對孟加拉紅、水溶性色漿脫色的影響。

以改進的無機培養基為基礎培養基改變碳源，所有碳源以10g葡萄糖原配方中碳濃度為標準加入，以保持各培養基中的碳含量相同（見表1）。每種培養基兩瓶，每瓶150 mL，染料終濃度分別為孟加拉紅100 mg/L、水溶性色漿66.7 mL/L（每種培養基取樣，得到空白組和原色對照組），接入1mL菌懸液後，置於搖床35 ℃培養。

表1  碳源加入量

Tab. 1 The amount of carbon source 

脫色結束後，過濾瓶中物質，測量其PH值，測定濾液的OD值，求其脫色率。

2.2.6  氮源對脫色的影響

選擇蛋白腖、牛肉膏、NH₄NO₃、尿素、KNO₃、(NH₄)₂SO₄進行實驗，比較了這6種氮源情況對孟加拉紅、水溶性色漿脫色的影響。

以無機培養基為基礎培養基改變氮源，所有氮源以液體無機培養基原配方中氮濃度為標準加入，以保持各培養基中的氮含量相同（見表2）。每種培養基兩瓶，每瓶150 mL，染料終濃度分別為孟加拉紅100 mg/L、水溶性色漿66.7 mL/L（每種培養基取樣，得到空白組和原色對照組），接入1mL菌懸液後，置於搖床35 ℃培養。

脫色結束後，過濾瓶中物質，測定濾液的OD值與PH值，求其脫色率。

表2  氮源加入量

Tab. 2 The amount of nitrogen

 

2.2.7  初始pH值對脫色的影響

選擇6、8、10、12、14這5種培養基初始pH值進行實驗，比較了這5種初始pH情況對孟加拉紅、水溶性色漿脫色的影響。

配製改進後的無機培養基，調節pH分別為6、8、10、12、14每種兩瓶，每瓶150 mL，接入1mL菌懸液後，置於搖床35 ℃培養。

脫色結束後，過濾瓶中物質，測定濾液的OD值與PH值，求其脫色率。

2.2.8  培養溫度對脫色的影響

選擇30℃、35℃這2種培養基進行實驗，比較了這2種溫度對孟加拉紅、水溶性色漿脫色的影響。

配製改進後的無機培養基，調節pH為8每種兩瓶，每瓶150 mL，接入1mL菌懸液後，置於搖床35 ℃和30 ℃培養。

脫色結束後，過濾瓶中物質，測定濾液的OD值與PH值，求其脫色率。

2.2.9  菌種初步鑒定

以PDA為培養基，在含色素與不含色素的PDA液體培養基中同樣接入1mL菌懸液與35℃搖床中培養，並同時接種少量在PDA固體培養基上靜置培養，等脫色較好時做鏡片對其進行形態觀察確定菌種。

3  結果與分析

3.1  菌種的分離、篩選

3.1.1  土壤微生物篩選 ^[14]

培養5天後，平板中有多3株菌落周圍出現了透明圈，可能這些菌株對染料有脫色作用，挑取少量菌株，純化後接入斜麵保存。

3.1.2  不同菌種對不同染料的脫色能力的測定

配製染料無機培養基，用接種環接種少量菌種於培養基中，置搖床35 ℃培養。 所用染料包括孟加拉紅、可溶性色漿，每種染料3個重複。

孟加拉紅、可溶性色漿組培養至第6d，抽濾瓶中物質，分別於547 nm、522下測量濾液的OD值，並計算脫色率，結果見表3:

 

              表3   第6d取樣OD值測定結果      

Tab.3 The results to samples’ OD values at the six day

孟加拉紅（又稱虎紅）既是一種細菌和放線菌的抑菌劑而在真菌分離中應用，同時又是一種染料（染料索引號為C.I.45440），分子中既含有氧蒽結構又具有三本甲烷結構，因而能降解孟加拉紅的生物可能會具有廣泛的染料降解譜^[17]。而色漿是工業上運用很廣泛的，而且色漿印染廢水中殘留物對環境汙染及其的嚴重。從上表可以看出1、2、5號菌的脫色能力都很強，經鑒定1號菌為黑曲黴，2號菌是非黑曲黴的單一菌株，5號菌為混合菌株。由於黑曲黴以有大量研究，所以本次選取2號菌進行研究。

經染料培養基平板的初步檢測，該菌種生存能力較強，能適應抑菌能力較強的色素培養基環境，說明了其具有較強的脫色能力和比較廣的脫色譜。

3.2  菌種對染料的脫色

3.2.1  培養基種類對脫色的影響

4d後取出，過濾瓶中物質，取濾液，於個色素最大吸收峰下測OD值，並計算脫色率，結果如下：

表4 不同培養基孟加拉紅脫色情況（547 nm）

Tab.4Decolorization results of rose-bengal in different media (547 nm)

 

 

表5  不同培養基水溶性色漿脫色情況（522 nm）

Tab. 5 Decolorization results of color paste in different media

菌種在這6種培養基條件下脫色率各有不同，有高有低，但普遍表現了脫色能力，說明該菌種的適應能力較強，能夠適應各種培養基環境。

在本次實驗中，在無機培養基、馬丁氏培養基、PDA培養基、查氏培養基和豆芽汁培養基的條件下，菌種對兩種染料的脫色能力都較強，應為較好的培養條件。如果在實際應用中則應選擇豆芽汁培養基和PDA培養基作為培養條件較好，因為成本較其他兩種為低，但其具體成分不明，不易在後期的碳氮源條件摸索中作為基礎培養基。查氏培養基和馬丁氏培養基中碳源與氮源的濃度都較無機培養基的低，但脫色率卻還稍低一點，在後期的實驗中也不選用，所以以下的實驗中均采用改良的無機培養基為基本培養基。

3.2.3  碳源對脫色的影響

4d 後取出，過濾瓶中物質，取濾液，於各色素最大吸收峰下測OD值，並計算脫色率，結果如下：

            表6  不同碳源孟加拉紅脫色情況（547nm）

Tab.6 Decolorization results of rose-bengal in different carbon sources (547nm)

 

表7  不同碳源水溶性色漿脫色情況（522 nm）

Tab.7 Decolorization results of color paste in different carbon sources (522 nm)

結果表明葡萄糖、澱粉、蔗糖、酒石酸鉀鈉、檸檬酸鈉、麥芽糖均有利於菌種對孟加拉紅和色漿的脫色，其中澱粉、蔗糖在兩種色素的脫色中效果最好都有80%以上，說明該菌種對多種碳源的利用情況都較佳。相較成本而言，蔗糖要更優於其他碳源。

3.2.4  氮源對脫色的影響

4 d 後取出，過濾瓶中物質，取濾液，於各色素最大吸收峰下測OD值，並計算脫色率，結果如下：

表8  不同氮源孟加拉紅脫色情況（547 nm）

Tab.8 Decolorization results of rose-bengal in different nitrogen sources (547 nm)

 

表9 不同氮源水溶性色漿脫色情況（522 nm）

Tab. 9 Decolorization results of rose-bengal in different nitrogen sources (522 nm)

實驗結果表明，該菌種能在大多數氮源條件下高效脫色，有很強的適應性。相較之下有機氮源普遍較無機氮源好，但無機氮源中的NH₄NO₃效果特別好，在脫色時間上要明顯短於其他氮源，在脫色後的pH值也是非常的理想，也就是說銨鹽和硝酸根都有利於該菌種的脫色，在銨鹽和硝酸根的相互作用下該菌種的脫色更好。

3.2.5  初始pH值對脫色的影響

4d後取出，過濾瓶中物質，取濾液，對濾液進行紫外-可見光雙光束掃描，並繪製吸收光譜，於各色素最大吸收峰下測OD值，並計算脫色率，結果如下：

 表10  初始pH6-14孟加拉紅脫色照片

Tab.10 Decolorization results in initial pH6-14

  

表11  初始pH6-14脫色

Tab.11 Decolorization results in initial pH6-14

結果表明，培養基在弱堿性或酸性（pH=6-8）時菌種均能很好的生長，在堿性環境下（pH≥10），菌種生長的量有了明顯的下降。

對於孟加拉紅，當初始6≤pH≤8時脫色率很高，均可達到95 %以上，，而當初始pH≥10時脫色率均低於55 %。

對於孟加拉紅和色漿，隻有初始pH值在6～8之間時，才有較高的脫色率，在pH低於6或高於8時，脫色率逐漸降低。

通過對配製溶液的觀察可以發現當溶液pH值很低時，孟加拉紅色素會凝聚成團，因此pH值條件摸索從pH值為6開始。總體的從實驗數據來看溶液的色度會隨著pH值的變化而變化，當pH越呈現堿性時，溶液的色度也會越大。通過脫色後pH值的測定初步認為其實pH隻為8最好。

3.2.6溫度對脫色的影響

4 d 後取出，過濾瓶中物質，取濾液，於各色素最大吸收峰下測OD值，並計算脫色率，結果如下：

 

表12 不同溫度脫色情況

Tab. 12 Decolorization results of rose-bengal in different nitrogen sources (522 nm)

    因大多數真菌的生長的最適溫度為25℃-37℃，又因大多數印染廢水在排放時溫度均比較高，所以對該菌在30℃和35℃進行同步試驗，色漿脫色35℃較優，而孟加拉紅脫色為30℃培養較優，說明在同一種菌體在不同溫度時對不同染料的脫色能力不同，更加說明了該菌的脫色不僅僅隻有吸附，因該會有酶的作用。

3.2.6  菌種的初步測定

4 d 後取出，挑取少量的菌體做鏡片觀察其結構，同時觀察靜置培養的菌落顏色形態，結果如下：

從以上培養的觀察和鏡鑒的照片裏的的菌種來看，該菌絲有隔膜，部分氣生菌絲可以分化成孢子梗，分生孢子梗頂端有球狀膨大頂囊和分生孢子呈綠色等特點我們初步認定該菌為黃曲黴。

從靜態的觀察看該菌菌落顏色由白色、黃色、淺綠、深綠四各階段組成，從上圖11，可以看出顏色較深的菌落區脫色較差而較淺的地方脫色較好，因該是該菌落在適應環境脫色的一個過程。又從圖14可以看出在菌體脫色中菌絲中含有部分色素，所以菌種在脫色工程中有吸附作用同時在固體培養基上脫色菌體的顏色沒有被色素的顏色所影響而又有一定的脫色效果，說明在液態培養脫色中不僅僅隻有吸附的作用可能還有降解作用。

3.2.7  小結

發現黃曲黴菌種能在多種培養基條件下正常生長，能有效的利用多種碳源和氮源，說明該菌種的適應能力極強，這使黃曲黴菌種在生產中實際使用成為可能。

初始pH值對該菌的生長和脫色效率有明顯的影響。實驗證明，pH值在8時菌種可以達到很好的脫色效果，參考孟加拉紅和色漿的共同的最優脫色pH範圍，認為該菌的最佳pH值為6～8。色漿脫色最佳溫度35℃，而孟加拉紅最佳脫色溫度為30℃

通過每次實驗中脫色率高低順序和菌種生長量的多少進行對比，認為菌種生長量的多少與脫色率沒有直接關係，同時在平板脫色觀察發現具有一定脫色效果的菌落本身並不是染料顏色等特點，通過參考各實驗菌種的脫色機製，初步認為該菌脫色中存在降解作用。

4 結論與展望

4.1 結論

本實驗最初是從淤泥中篩選出多株對色漿有脫色能力的菌株，通過篩選測定選取一株脫色最好而且以前沒有研究的菌株進行脫色研究。對該菌株的脫色能力進行了初步檢測，證明了黃曲黴對色漿和孟加拉紅具有較強的脫色能力。

對黃曲黴的脫色條件進行了研究。采用了6種培養對是菌種在不同培養基條件情況下的生長及脫色情況，實驗表明在無機培養基、馬丁氏培養基、PDA培養基、查氏培養基和豆芽汁培養基的條件下，為較佳的脫色培養條件。基於改進的加糖無機培養基，選擇了6種碳源、6種氮源進行碳源、氮源條件摸索，實驗結果表明有機碳源大都利於該菌種脫色；菌種也能適應除牛肉膏以外的各種有機、無機氮源，但最佳的氮源為硝酸銨。這說明該菌種的適應能力極強，有用於實際汙水脫色的可能。

初始pH值對菌種的生長和脫色能力有較明顯的影響，實驗表明在pH在6～8之間時，菌種能穩定的對染料進行脫色，為較佳的初始pH範圍。當初始pH≥10時，菌種量有明顯的減少，脫色能力也明顯下降。

在對該菌在30℃和35℃進行同步脫色試驗，色漿脫色35℃較優，而孟加拉紅脫色為30℃培養較優，說明在同一種菌體在不同溫度時對不同染料的脫色能力不同，加上對該菌的生長形態顏色等過程的觀察得到的現象，更加說明了該菌的脫色不僅僅隻有吸附，因該會相應酶的作用。

4.2  有待深入研究的內容

    1、通過幾個月的染料培養基，發現該菌種在脫色的過程中有明顯的適應期，適應期前後脫色能力差距也十分明顯，後續可考慮通過其他更強烈的誘變環境（如紫外誘變）對該菌進行誘變，以增強其脫色能力和抗逆能力。

2、初步證實該菌種的脫色機製為吸附和降解共同作用，進一步可對該菌種的脫色機製進行深入研究。

3、由於該菌的適應能力強，生長要求簡單，有用於實際的染料廢水脫色處理的可能，可對其應用技術進行研究。

4、由於對黃曲黴的脫色原理了解較少，要該菌脫色以後的處理進行一定的研究。

 

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