棒杆菌51#对阳离子艳红X-5GN染料脱色条件的研究

李玲玉，陈荔英，尤燕强，傅绩斌，王仕超，林玉满

（1.福建师范大学环境科学与工程学院，福建 福州 350007；2.福建省固体废物及化学品环境管理技术中心，福建 福州 350003）3.福建师范大学化学与化工学院，福建 福州 350007）

棒杆菌51#对阳离子艳红X-5GN染料脱色条件的研究

李玲玉1，陈荔英2，尤燕强3，傅绩斌1，王仕超3，林玉满1

（1.福建师范大学环境科学与工程学院，福建 福州 350007；2.福建省固体废物及化学品环境管理技术中心，福建 福州 350003）3.福建师范大学化学与化工学院，福建 福州 350007）

从6株高效脱色菌株中选出对阳离子艳红X-5GN染料脱色效果最好的51#菌株；考察了不同碳源、氮源、染料浓度、pH值、培养时间对51#菌株脱色效果的影响，结果表明在菌液加量为5%和培养温度30℃时，该菌株对阳离子艳红X-5GN染料最佳脱色条件：以3%葡萄糖为碳源及1%尿素为氮源，染料浓度为75mg/L，pH为7，培养时间12小时，对阳离子艳红X-5GN染料脱色率达 95.7%。

棒杆菌51#；阳离子艳红X-5GN；脱色条件

印染废水属于难降解的工业废水之一，具有成分复杂、水质水量变化大、污染物浓度高、色度深、可生化性差等特点，若不经处理直接排放，将严重污染环境[1-2]。因此，如何有效地处理印染废水具有十分重要的现实意义。以目前印染废水的处理方法来看，可以分为两个大类，一类是物理化学方法，另一类是生物方法[3-5]，其中利用微生物处理印染废水具有成本低且无二次污染，是一条经济有效的途径[6-7]。

通过对分离筛选得到的6株脱色高效菌株（38#、51#、80#、108#、110#、114#）用于多种染料脱色处理的研究，并选出对阳离子艳红X-5GN染料脱色效果最好的51#菌株，对其最佳脱色条件进行了研究，以期为印染废水处理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 仪器

TGL-18C-C飞鸽牌高速台式离心机：上海安享科学仪器厂；723分光光度计：上海精密科学仪器有限公司；SPX-250B-Z生化培养箱：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；

DSX-28013型不锈钢手提式灭菌器：上海申溢医疗器械厂；

净化工作台：天津市泰斯特仪器有限公司。

1.2 材料

1.2.1 染料

分散黄、阳离子翠蓝、活性艳红、阳离子艳红X-5GN、分散深蓝、直接深棕、活性嫩黄等7种染料均为分析纯， 中国医药(集团)上海化学试剂有限公司生产。

1.2.2 菌株

6株脱色高效菌株（38#、51#、80#、108#、110#、114#）均为实验室保存。

1.2.3 培养基

1.2.3.1 生长培养基：牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸馏水1000mL，pH=7.0～7.2，121℃灭菌20min。

1.2.3.2 染料培养基：牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，染料50mg/L，蒸馏水1000mL，pH=7.0～7.2，121℃灭菌20min。

1.2.3.3 脱色培养基：葡萄糖3%，尿素1%，NaCl 0.5%，染料50mg/L，蒸馏水1000mL，pH=6.0～6.1，121℃灭菌20min。

1.3 方法

1.3.1 菌种扩大培养

取出冰箱中保存的菌株，从试管斜面中取出菌块，在超净工作台中接种于50mL生长培养基中，放置于30℃生化培养箱培养24 h。

1.3.2 菌体脱色培养

移取2.5mL菌液到50mL染料培养基中，放置于30℃生化培养箱培养24h。

1.3.3 脱色能力的测定

以脱色率表示菌株对染料的脱色能力。在脱色一定时间后，取上清液于3500r/min下离心30min，在染料的最大吸收峰处测吸光度值，并以不加菌液的脱色培养液为对照，计算脱色率，计算公式如下：

式中，A－不加菌液的吸光度值，B－加菌液的吸光度值。

1.3.4 51#棒杆菌对阳离子艳红X-5GN染料脱色条件研究

在培养温度为30℃和接种量为5%条件下，考察51#棒杆菌在不同pH、碳源、氮源、培养时间和染料质量浓度对阳离子艳红X-5GN染料的影响。阳离子艳红X-5GN的最大吸收波长515nm，通过测定脱色培养液上清离心液的吸光度，计算脱色率。

1.3.4.1 不同碳源的影响

分别以蔗糖、甘油、葡萄糖、麦芽糖、可溶性淀粉、乙醇作为脱色培养基碳源，在其他条件不变的情况下，考察碳源对脱色率的影响。

1.3.4.2 不同氮源的影响

分别以尿素、硫酸铵、硝酸铵、草酸铵作为脱色培养基的氮源，在其他条件不变的情况下，考察氮源对脱色率的影响。

1.3.4.3 pH值的影响

脱色培养基pH值分别调至5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，考察pH值对脱色率的影响。

1.3.4.4 染料浓度的影响

脱色培养基中的染料浓度分别配成25、50、75、100mg/L，考察其对脱色率的影响。

1.3.4.5 时间的影响

脱色培养时间分别为3、6、9、12、24、36、48h，考察其对脱色率的影响。

2 结果与分析

2.1 不同菌株对不同染料脱色效果

表1 不同菌株对不同染料的脱色

实验表明，不同菌株对不同染料脱色效果不同，结果见表1。其中棒杆菌51#对阳离子艳红X-5GN染料的脱色效果最好。

表2 不同碳源对脱色率的影响

表3 不同氮源对脱色率的影响

2.2 51#对阳离子艳红X-5GN染料脱色条件研究

2.2.1 碳源的筛选

分别用蔗糖、甘油、葡萄糖、麦芽糖、可溶性淀粉、乙醇作碳源，51#菌对阳离子艳红X-5GN染料脱色效果如表2。

从表2可以看出用蔗糖、葡萄糖、麦芽糖作为碳源，对染料的脱色率都达到60%以上。其中又以葡萄糖最高，脱色率达到92.4%；麦芽糖次之，脱色率为88.0%的；蔗糖脱色率则为63.3%；甘油、可溶性淀粉、乙醇等都不到50%。可见，葡萄糖为最佳碳源。

2.2.2 氮源的筛选

蔗糖作碳源，分别以尿素、硫酸铵、硝酸铵、草酸铵为氮源，脱色结果如表3。

从表3可以看出，不同氮源对染料脱色效果影响明显，以尿素为氮源脱色率最高，达70.1%，即尿素为最佳氮源。

2.2.3 pH值对脱色的影响

将脱色培养基的pH值分别调至5.0、6.0、7.0、8.0、9.0接入菌液，于30℃生化培养箱里静置培养24h，其脱色率如图1所示。

图1 pH值对脱色率的影响

从图1可以看出，当pH值为7.0时脱色率最高，为61.6%；当pH值为9.0时脱色率最低，为50.3%；偏酸性比偏碱性的脱色率高，酸性或碱性越强脱色率越低。可见，51#菌对染料脱色最适pH值为7.0。

2.2.4 染料浓度对脱色的影响

脱色培养基加入不同染料浓度，接入菌液，于30℃生化培养箱静置培养24h，其脱色率影响如图2所示。

图2 染料浓度对脱色率的影响

由图2中可以看出当染料浓度为25、50、75、100mg/L，其脱色率依次为51.0%、58.7%、67.4%和67.0%，即染料浓度为75mg/L时，其脱色率为最高。

2.2.5 培养时间对脱色的影响

以葡萄糖为碳源，尿素为氮源，调节pH值在7.0，染料浓度为75mg/L，不同培养时间对脱色率的影响如图3所示。

图3 培养时间的影响

通过图3可以看出当培养时间为3、6、9、12、24、36、48h时，其脱色率依次为72.4%、87.6%、94.3%、95.7%、95.8%、95.9%和95.9%，即该菌株对染料的脱色在培养时间为12h内基本经达到最佳脱色效果。

3 结论

3.1 6株脱色菌对染料脱色结果表明不同菌株对不同染料均有脱色作用，但脱色效果不同；51#菌对阳离子艳红X-5GN有较高的脱色率，可用于处理含阳离子艳红X-5GNG染料的印染废水。

3.2 考察不同因素对51#菌对阳离子艳红X-5GN染料脱色的影响，结果表明在培养温度30℃、菌液加量为5%时，该菌株对染料脱色最佳碳源为葡萄糖（3%），最佳氮源尿素（1%）、最佳染料浓度为75mg/L、最适pH值为7.0，最佳培养时间12h。

[1] 刘荣荣,石光辉,吴春笃.固定化微生物技术研究进展及其在印染废水处理中的应用[J].印染助剂,2014,31(3):1-5.

[2] 任南琪,周显娇,郭婉茜,等.染料废水处理技术研究进展[J].化工学报,2013,64(1):84-94.

[3] 姜佩.染料废水处理技术研究[D].青岛:中国海洋大学,2012.

[4] 丁虹,高景峰,林世静,等.染料废水的微生物脱色研究进展[J].北京石油化工学院学报,2010,18(4):13-17.

[5] 温沁雪,王进,郑明明,等.印染废水深度处理技术的研究进展及发展趋势[J].化工环保,2015,35(4):363-369.

[6] 项学敏,王晓坤,周集体,等.耐盐菌GTY对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色研究[J].环境科学与技术,2010,33(2):31-34.

[7] 马乐,柳荣展,郝龙云,等.活性染料染色废水厌氧生物脱色研究[J].水处理技术,2012,38(2):49-51.

10.3969/j.issn.1007-550X.2017.08.002

X791

A

1007-550X（2017）08-0029-04

2017-05-22

李玲玉（1992-），湖北武穴市人，硕士研究生，研究方向：水污染控制工程与水处理技术。