典型染料的Shewanella oneidensis MR-1的降解特征及真菌吸附機(jī)理研究.pdf

1、我國染料業(yè)、紡織印染業(yè)發(fā)達(dá)，染料廢水對環(huán)境的污染更為嚴(yán)重。80％以上的染料為含偶氮鍵、多聚芳香環(huán)的復(fù)雜有機(jī)化合物，為有毒難降解有機(jī)物，化學(xué)穩(wěn)定強(qiáng)，具有致癌、致畸、致突變的“三致”作用。因此尋找降解和吸附染料的微生物并研究其機(jī)理，成為當(dāng)今環(huán)境微生物領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本文詳細(xì)的研究了Shewanella oneidensis MR-1菌株降解偶氮染料的性質(zhì)并克隆表達(dá)了偶氮還原酶，篩選并研究了真菌吸附劑對染料的吸附行為。論文的主要研究結(jié)果如下：

2、r>　　 (1)Shewanella oneidensis MR-1菌株降解特征及偶氮還原酶性質(zhì)
　　 Shewanella oneidensis MR-1在靜止的條件下對甲基橙和酸性黃199染料的脫色率可達(dá)99.36％和78.25％。該菌對甲基橙和酸性黃199最適的pH范圍分別為4.0-7.0和6.0-8.0。外源添加Mg2+能夠輕微的促進(jìn)偶氮染料的降解，而pb2+，Cd2+，Cu2+，F(xiàn)e3+和Fe2+則顯著抑制染料的脫色

3、降解過程。酶學(xué)分析發(fā)現(xiàn)NADH-DCIP和偶氮還原酶活性在降解過程中顯著升高。經(jīng)過PCR獲得偶氮還原酶序列，克隆表達(dá)之后具有偶氮還原酶活性，最大酶催化速率可達(dá)220.59 U/mg，在pH6.5的時(shí)候，達(dá)到最大比活為153.16 U/mg，對NADH具有偏好性。25 mM Mg2+能夠增強(qiáng)偶氮還原酶的活性。生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)該偶氮還原酶屬于FMN依賴型的NADH偶氮還原酶家族。
　　 (2)真菌吸附染料的機(jī)理研究
　　

4、青霉YW01吸附劑對酸性黑172和剛果紅在pH3.0、40℃和初始染料濃度為800 mg L-1的條件下的最大吸附量分別為225.38和411.53 mg g-1。吸附過程能夠被Langmuir等溫吸附方程擬合，說明單層吸附現(xiàn)象發(fā)生。動(dòng)力學(xué)方程的分析發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部擴(kuò)散為吸附限制因素。經(jīng)遺傳算法改進(jìn)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析得知，最適染料濃度和溫度分別為吸附酸性黑172和剛果紅的最大影響因素。CPC改性的青霉YW01吸附劑能夠提高吸附量。磷酸鹽緩沖液

5、體系雖能夠提高吸附速率，但產(chǎn)生更大的邊界層效應(yīng)。
　　 在單一吸附體系中，CDAB改性的米曲霉吸附劑對酸性藍(lán)25和酸性紅337的吸附量分別為160.36和280.39 mg g-1，是未改性吸附劑的1.52和1.66倍。在雙相吸附體系中，未改性的和CDAB改性的吸附劑與單一吸附體系相比對兩種染料的吸附能力顯著降低，說明存在競爭吸附現(xiàn)象。相對競爭性分析發(fā)現(xiàn)，存在濃度關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)決定吸附劑對兩類染料的選擇性。[AB25]/[AR337]