肖繼波，胡勇有
(1.華南理工大學造紙與環境工程學院，廣東 廣州 510641)

　　摘要：將培養的脫色菌HX菌絲球用于偶氮染料活性艷紅X-3B的脫色，研究了培養時間、溫度、pH值、培養方式及染料濃度對茵絲球脫色的影響。結果表明：菌絲球接入質量濃度為200mg／L的活性艷紅X-3B培養基12h時，染料脫色率為44.6％，120h脫色率可達98.2％；溫度為25℃，30℃和35℃時脫色率比較接近，35℃時的脫色率最大，達94.8％；染料培養基呈弱酸性時脫色率較高，pH值為5時，72h脫色率最高達91％；振蕩培養較靜置條件下的脫色率要高，兩者在120h時的脫色率分別為98.2％和24.3％。
　　關鍵詞：茵絲球；活性艷紅X—3D；脫色；污水處理
　　中圖分類號：X791　　 文獻標識碼：A　　 文章編號：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

　　染料從結構上分為偶氮、葸醌、雜環、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鍵所在。近年來已篩選出多株對染料具有較高降解活性的優勢菌^[2-4]，但對于難降解的紅色偶氮染料，效果并不理想^[5]。國內外一些學者正嘗試用生物吸附的方法脫除含染料廢水色度，但報道并不多見^[6-8]。同生物降解相比，生物吸附不會產生有毒的代謝產物，而且有可能為含染料廢水的處理和回收提供一條經濟可行的途徑。
　　 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進行回收，因此試驗嘗試將真菌菌絲球培養出來后用于活性艷紅X-3B的吸附脫色。本文對培養時間、溫度、pH值、培養方式以及染料濃度對真菌菌絲球脫色活性艷紅X-3B能力的影響進行了初步研究。

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，篩選分離方法見文獻[9]；活性艷紅X-3B，結構式如圖1所示，最大吸收波長為538nm。

1.2 培養基
　　菌絲球培養基：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。
　　生長時間與溫度試驗中，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值試驗中，改變pH值為2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12；染料濃度試驗中，改變染料的質量濃度為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／mL的孢子懸液后，以5％的接種量接人預先配制的、含800mL菌絲球培養液的1000mL錐形瓶中，于150r／min，25℃下搖床培養。培養1-2d待菌絲球直徑為2-5 mm取出，放人冰箱備用。
1.4 菌絲球對活性艷紅X-3B的脫色試驗
　　 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％的接種量接種于預先配制的含50mL染料培養液的150 mL三角瓶中，于150 r／min，30℃下搖床培養。所有操作均在嚴格無菌條件下進行。
1.5 脫色能力的測定
　　 菌絲球的脫色能力用比色法測定。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的最大吸收波長下測定其吸光度(A₂)，以不接菌染料的吸光度(A₁)為對照。其脫色率用下列公式計算：
　　 脫色率P(％)=(A₁—A₂)／A₁×100％

2 結果與討論

2.1 培養時間對菌絲球生長及脫色的影響
　　培養時間對菌絲球生長及染料脫色的影響見圖2。由圖2可見，菌絲球生長和染料脫色的趨勢基本一致。菌絲球接人含染料培養基12h時，活性艷紅X-3B的脫色率達44.6％，這是由于接人的一定體積的菌絲球對染料的吸附所致；隨培養時間的延長，菌絲球在適應了染料環境后生長加快，直徑可達5mm以上，表現在對染料的吸附脫色速率增加；培養時間達96h時，菌絲球生長量最大，繼續培養，一部分菌體開始死亡和自溶，但染料的脫色率繼續增大，這可能是染料的降解所致；120h時活性艷紅X-3B的脫色率達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具有較好的應用前景。

2.2 溫度對脫色的影響
　　分別在15，25，30，35，40，50℃搖床培養3d，測定菌絲球對活性艷紅X-3B的脫色率(見圖3)。由圖3可以看出，在一定的溫度范圍內，溫度的升高有利于菌絲球的生長，從而有利于對染料的吸附脫色；但當溫度升高到一定程度，對菌絲球的生長又起了一定的抑制作用。

2.3 pH值對脫色的影響
　　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的染料培養液中，30℃振蕩培養72h，結果見圖4。由圖4分析，菌絲球對活性艷紅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，而菌絲球表面帶負電，這就存在著靜電斥力，從而阻礙了菌絲球對活性艷紅X-3B的吸附脫色。

2.4 培養方式對脫色的影響
　　對于含活性艷紅X-3B 200 mg／L的培養液，采用振蕩與靜置兩種方式研究菌絲球對其脫色的影響，振蕩培養在150 r/min 的搖床中進行。試驗溫度均為30℃。試驗結果見圖5。從圖5可看出，振蕩培養有利于菌絲球對染料的吸附脫色，振蕩培養條件下的脫色率較靜止培養條件下的脫色率要高，這是因為在振蕩的條件下，菌絲球供氧充足，生長較快；而靜置時，菌絲球生長較慢近乎停止，表現在對染料的低脫色率上。從而可以說明，菌絲球用在好氧環境中效果較好。

2.5 染料的質量濃度對脫色的影響
　　染料的質量濃度對脫色的影響見圖6。
　　由圖6可知，在24h內，由于接人的是具有一定體積的生長菌體，因此染料的質量濃度對吸附脫色的影響不大；然后隨著染料的質量濃度增加，吸附脫色率相應下降。雖然染料對脫色菌HX具有一定的生長抑制毒性，但仍表現出了優異的吸附脫色性能，脫色率達峰值后略有下降，這是染料吸附達飽和后的解吸所致。

3 結論

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

參考文獻：

[1] 戴樹桂，宋文華，顏慧，等．偶氮染料脫色優勢苗的特性及基因定位初步研究[J]．南開大學學報，1999，12(1)：113—118．
[2] 成文，曾寶強．孔雀綠染料的微生物脫色研究[J]．應用與環境生物學報，2000，6(4)：370—373．
[3] Kulla H C．Microbial degradation of xenobioties and recalcitrant compounds[M]．London：Academic Press，1981．
[4] Itoh K，Yatome C，Ogawa T. Biodegradation of anthraquinone dyes by hacillus subtilis[J]．Bull Environ Contam Toxicol，1993，50(10)：522-527．
[5] 董新姣，吳楚，林賢芬，等．染料脫色菌群的分離及對紅色偶氮染料的脫色研究[J]．江西科學，1999，17(4)：220--224．
[6] 辛寶平，鄒其猛，莊源益，等．吸附菌GX2對活性艷藍KN—R的脫色作用研究[J]．環境科學學報，2000，20(增刊)：97-102．
[7] Hu T L.Sorption of reactive dyes by aeromonas biomass[J]．Wat Sci Tech，1992，26(1—2)：357—366．
[8] 陳勇生，黃國蘭，莊源益，等，鹽澤螺旋藻對染料的吸附性能研究[J].環境化學，1998，17(5)：439—443．
[9] 諸葛鍵，王正樣．工業微生物實驗技術手冊[M]．北京：中國輕工業出版社，1994.

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作者簡介： 肖繼波(1975—)，男，湖北天門人，華南理工大學造 紙與環境工程學院2印1級博士生，主要從事水污染控制技術的研 究，電話(020)85294600，jbxiao@163.com。