肖繼波，胡勇有
(1.華南理工大學(xué)造紙與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 廣州 510641)

　　摘要：將培養(yǎng)的脫色菌HX菌絲球用于偶氮染料活性艷紅X-3B的脫色，研究了培養(yǎng)時(shí)間、溫度、pH值、培養(yǎng)方式及染料濃度對(duì)茵絲球脫色的影響。結(jié)果表明：菌絲球接入質(zhì)量濃度為200mg／L的活性艷紅X-3B培養(yǎng)基12h時(shí)，染料脫色率為44.6％，120h脫色率可達(dá)98.2％；溫度為25℃，30℃和35℃時(shí)脫色率比較接近，35℃時(shí)的脫色率最大，達(dá)94.8％；染料培養(yǎng)基呈弱酸性時(shí)脫色率較高，pH值為5時(shí)，72h脫色率最高達(dá)91％；振蕩培養(yǎng)較靜置條件下的脫色率要高，兩者在120h時(shí)的脫色率分別為98.2％和24.3％。
　　關(guān)鍵詞：茵絲球；活性艷紅X—3D；脫色；污水處理
　　中圖分類(lèi)號(hào)：X791　　 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　　 文章編號(hào)：1009—2455(2004)01—0005

Decolorization of Reactive Red X-3B by Fungal，Pellets HX
XIAO Ji-bo，HU Yong-you
(College of Paper-making and Environmental Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640，China)

　　Abstract: Cultured decolorizing fungal pellets HX was used for the decolourization of reactive red X-3B, which is an azo dyestuff, and the effects of culture time, temperature, pH value, culture method as well as concentration of dyestuff on the decolorization by the fungal pellets were studied. The results showed that decolorization rates of the dyestuff were 44.6% and 98.2% when the culture time were 12 h and 120 h respectively after pellets were inoculated in the culture medium of reactive red X-3B, whose mass concentration was 200 mg/L, for 12 hours； the decolorization rates at 25℃, 30℃ and 35℃ were rather close to one another while the decolorization rate at 35℃ was the maximum, which was as high as 94.8%；the decolorization rate was relatiovely high when the culture medium of dyestuff was weakly acidic, the maximum of which was as high as 91% when pH was 5 and culture time was 72 hours；the decolorization rate with shaking culture was higher than that with standing culture, which were 98.2% and 24.3% respectively when the culture time was 120 hours.
　　Key words: pellets；reactive red X-3B；decolorization；wastewater treatment

　　染料從結(jié)構(gòu)上分為偶氮、葸醌、雜環(huán)、三苯甲烷等，這些大多是難以降解的芳香族化合物，其中偶氮染料占50％以上^[1]。目前對(duì)含染料廢水處理大多是采用生化處理法，高效脫色菌的選育是其關(guān)鍵所在。近年來(lái)已篩選出多株對(duì)染料具有較高降解活性的優(yōu)勢(shì)菌^[2-4]，但對(duì)于難降解的紅色偶氮染料，效果并不理想^[5]。國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者正嘗試用生物吸附的方法脫除含染料廢水色度，但報(bào)道并不多見(jiàn)^[6-8]。同生物降解相比，生物吸附不會(huì)產(chǎn)生有毒的代謝產(chǎn)物，而且有可能為含染料廢水的處理和回收提供一條經(jīng)濟(jì)可行的途徑。
　　 我們從廣州某印染廠生化處理池的污泥中篩選出一株對(duì)偶氮染料活性艷紅X-3B有較高脫色能力的真菌HX，由于HX菌絲球直徑較大，在吸附染料之后有可能采用某種方式將吸附的染料解吸出來(lái)進(jìn)行回收，因此試驗(yàn)嘗試將真菌菌絲球培養(yǎng)出來(lái)后用于活性艷紅X-3B的吸附脫色。本文對(duì)培養(yǎng)時(shí)間、溫度、pH值、培養(yǎng)方式以及染料濃度對(duì)真菌菌絲球脫色活性艷紅X-3B能力的影響進(jìn)行了初步研究。

1 材料與方法

1.1 菌種與染料
　　從廣州某印染廠生化處理池的污泥中篩選到的染料脫色菌HX，待鑒定，篩選分離方法見(jiàn)文獻(xiàn)[9]；活性艷紅X-3B，結(jié)構(gòu)式如圖1所示，最大吸收波長(zhǎng)為538nm。

1.2 培養(yǎng)基
　　菌絲球培養(yǎng)基：ρ(MgSO₄·7H₂O)=0.5 g／L，ρ(KH₂PO₄)=1 g／L，ρ(NH₄)₂SO₄=1 g／L，ρ(NaCl)=0.5 g／L，ρ(酵母膏)=1 g／L，ρ(葡萄糖)=15 g/L，自然pH值。
　　生長(zhǎng)時(shí)間與溫度試驗(yàn)中，ρ(KH₂PO₄)：=1 g／L，ρ(NH₄NO₃)=0.75 g/L，ρ(MgSO₄·7H₂O)=0.5 g／L, ρ(NaCl)=0.5 g／L，ρ(葡萄糖)=10 g／L，ρ(活性艷紅X-3B)=200 mg／L，自然pH值；pH值試驗(yàn)中，改變pH值為2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12；染料濃度試驗(yàn)中，改變?nèi)玖系馁|(zhì)量濃度為50，100，200，400，600 mg／L。
1.3 菌絲球的制備
　　將冰箱中保存的斜面接種物取出，活化，制成濃度為1×10⁶——1×10⁹ 個(gè)／mL的孢子懸液后，以5％的接種量接人預(yù)先配制的、含800mL菌絲球培養(yǎng)液的1000mL錐形瓶中，于150r／min，25℃下?lián)u床培養(yǎng)。培養(yǎng)1-2d待菌絲球直徑為2-5 mm取出，放人冰箱備用。
1.4 菌絲球?qū)钚云G紅X-3B的脫色試驗(yàn)
　　 將菌絲球用pH值為7.0，濃度0.067 mol／L的磷酸緩沖鹽溶液洗滌3次，按1％的接種量接種于預(yù)先配制的含50mL染料培養(yǎng)液的150 mL三角瓶中，于150 r／min，30℃下?lián)u床培養(yǎng)。所有操作均在嚴(yán)格無(wú)菌條件下進(jìn)行。
1.5 脫色能力的測(cè)定
　　 菌絲球的脫色能力用比色法測(cè)定。每隔24 h 取上清液1 mL，20000 r／min下離心10 min，于活性艷紅X-3B的最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度(A₂)，以不接菌染料的吸光度(A₁)為對(duì)照。其脫色率用下列公式計(jì)算：
　　 脫色率P(％)=(A₁—A₂)／A₁×100％

2 結(jié)果與討論

2.1 培養(yǎng)時(shí)間對(duì)菌絲球生長(zhǎng)及脫色的影響
　　培養(yǎng)時(shí)間對(duì)菌絲球生長(zhǎng)及染料脫色的影響見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，菌絲球生長(zhǎng)和染料脫色的趨勢(shì)基本一致。菌絲球接人含染料培養(yǎng)基12h時(shí)，活性艷紅X-3B的脫色率達(dá)44.6％，這是由于接人的一定體積的菌絲球?qū)θ玖系奈剿?；隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，菌絲球在適應(yīng)了染料環(huán)境后生長(zhǎng)加快，直徑可達(dá)5mm以上，表現(xiàn)在對(duì)染料的吸附脫色速率增加；培養(yǎng)時(shí)間達(dá)96h時(shí)，菌絲球生長(zhǎng)量最大，繼續(xù)培養(yǎng)，一部分菌體開(kāi)始死亡和自溶，但染料的脫色率繼續(xù)增大，這可能是染料的降解所致；120h時(shí)活性艷紅X-3B的脫色率達(dá)98.2％，這顯示了所篩選到的真菌菌絲球在處理高濃度染料廢水時(shí)具有較好的應(yīng)用前景。

2.2 溫度對(duì)脫色的影響
　　分別在15，25，30，35，40，50℃搖床培養(yǎng)3d，測(cè)定菌絲球?qū)钚云G紅X-3B的脫色率(見(jiàn)圖3)。由圖3可以看出，在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度的升高有利于菌絲球的生長(zhǎng)，從而有利于對(duì)染料的吸附脫色；但當(dāng)溫度升高到一定程度，對(duì)菌絲球的生長(zhǎng)又起了一定的抑制作用。

2.3 pH值對(duì)脫色的影響
　　將真菌菌絲球分別接人pH值為5.0，6.0，7.0，8.0，9.0，10.0，11.0，12.0的染料培養(yǎng)液中，30℃振蕩培養(yǎng)72h，結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4分析，菌絲球?qū)钚云G紅X—3B的吸附可能是以物理吸附為主，活性艷紅X-3B在堿性條件下主要是以陰離子的形式存在，而菌絲球表面帶負(fù)電，這就存在著靜電斥力，從而阻礙了菌絲球?qū)钚云G紅X-3B的吸附脫色。

2.4 培養(yǎng)方式對(duì)脫色的影響
　　對(duì)于含活性艷紅X-3B 200 mg／L的培養(yǎng)液，采用振蕩與靜置兩種方式研究菌絲球?qū)ζ涿撋挠绊懀袷幣囵B(yǎng)在150 r/min 的搖床中進(jìn)行。試驗(yàn)溫度均為30℃。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。從圖5可看出，振蕩培養(yǎng)有利于菌絲球?qū)θ玖系奈矫撋?，振蕩培養(yǎng)條件下的脫色率較靜止培養(yǎng)條件下的脫色率要高，這是因?yàn)樵谡袷幍臈l件下，菌絲球供氧充足，生長(zhǎng)較快；而靜置時(shí)，菌絲球生長(zhǎng)較慢近乎停止，表現(xiàn)在對(duì)染料的低脫色率上。從而可以說(shuō)明，菌絲球用在好氧環(huán)境中效果較好。

2.5 染料的質(zhì)量濃度對(duì)脫色的影響
　　染料的質(zhì)量濃度對(duì)脫色的影響見(jiàn)圖6。
　　由圖6可知，在24h內(nèi)，由于接人的是具有一定體積的生長(zhǎng)菌體，因此染料的質(zhì)量濃度對(duì)吸附脫色的影響不大；然后隨著染料的質(zhì)量濃度增加，吸附脫色率相應(yīng)下降。雖然染料對(duì)脫色菌HX具有一定的生長(zhǎng)抑制毒性，但仍表現(xiàn)出了優(yōu)異的吸附脫色性能，脫色率達(dá)峰值后略有下降，這是染料吸附達(dá)飽和后的解吸所致。

3 結(jié)論

　　菌絲球接入ρ(活性艷紅X-3B)=200 mg／L的培養(yǎng)基12h時(shí)，染料脫色率為44.6％，120h脫色率可達(dá)98.2％；溫度為25t，30℃和35℃時(shí)脫色率較高，35℃時(shí)的脫色率最大，達(dá)94.8％；染料培養(yǎng)基pH值為5，6，7即呈弱酸性時(shí)脫色率較高，pH為5時(shí)，72h脫色率最高可達(dá)91％；振蕩培養(yǎng)較靜置培養(yǎng)條件下的脫色率要高，兩者在120h時(shí)的脫色率分別為98.2％和24.3％；染料的質(zhì)量濃度為50 mg／L時(shí)，72h內(nèi)可完全脫色，質(zhì)量濃度為200 mg／L時(shí)120h脫色率達(dá)98.2％。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介： 肖繼波(1975—)，男，湖北天門(mén)人，華南理工大學(xué)造 紙與環(huán)境工程學(xué)院2印1級(jí)博士生，主要從事水污染控制技術(shù)的研 究，電話(020)85294600，jbxiao@163.com。