分散大紅S-3GFL和分散紅3B的微生物降解和表面活性劑的作用

鄧 煒

(紹興文理學院，浙江 紹興 312000)

1 引言

對于紹興地區來說，紡織業是紹興的支柱產業，作為紡織業下游工業的印染業也就成為紹興經濟中的重要組成部分，特別在市區的東西兩翼，即皋埠鎮一帶和福全鎮一帶，印染廠的密度非常高，印染污水的排放量很大。印染廠的印染廢水排放曾經是造成紹興市區附近水體污染的主要原因，曾為此引起許多次水產業糾紛。印染生產中，大量使用染料，助劑，媒染劑，固色劑及樹脂整理等藥劑，其中許多種染料，其利用率(著色率)都不超過90%，其不能利用的那部分染料，勢必只能排放到廢水中，使印染廠排放的廢水中含有大量的染料。

分散染料是合成染料的一類，其特點是水溶性極低，為疏水性染料，染色工藝特殊，在染色過程中的開始階段呈分散狀態進行染色，其顆粒的細度一般在1μm左右，借分散劑的存在，很均勻的分散在水中。分散染料的染色用載體主要為三氮化苯和鄰苯基苯酚，著色率為90%，按結構分可分為偶氮類和蒽醌類兩類。這兩類染料在紡織、印染和造紙工業中有廣泛的應用。目前世界染料年產量約為800～900×103t,我國年產量已達150×103t,位居世界前列。在分散染料的染色過程中，其中大約有10%～15%的染料會直接隨廢水排入環境中。染料廢水源于染料工業及印染行業,這些染料廢水具有組成復雜、COD值高、色度高、排量大、微生物可降解性低,而且有些染料有“三致”作用，如對二甲胺基偶氮染料就具有強烈的致突變性。染料廢水的脫色和降解成為世界性的難題和熱點，染料廢水也因此而成為目前最難處理的工業廢水之一。

2 實驗材料和方法

(1)實驗材料。菌株獲得：將分離后獲得并保存下來的菌種進行孢子活化處理，不斷馴化，培養出菌株，該菌菌落圓形，呈乳百色，半透明。在顯微鏡下觀察該菌細胞呈球狀，具有細胞核，據形態學鑒定初步確定其是一種酵母樣微生物。

(2)染料和表面活性劑的種類。分散大紅S-3GFL是升華牢度較高的黃光大紅色，適合各種用途的染色，可單獨應用或用于拼色，為高溫型三原色組成之一。分散紅3B：分散紅3B為一種蒽醌染料。

3 實驗方法

3.1 生物降解

(1)培養基成分。本實驗所用的培養基組成成分和目的濃度見表1。將分散大紅S-3GFL和分散紅3B用酒精配制成1000ppm的酒精儲存液，其他無機鹽成分配制成目的濃度的2倍，然后按照一定比例將分散染料和無機鹽溶液配制成目的濃度。在菌株孢子活化階段加入3%的瓊脂配成固體培養基。

(2)降解條件。配制一定濃度的液體培養基，在250ml的錐形瓶中加100ml的培養液，以保證振蕩培養時溶液不濺出和有充分的氧氣。調整不同的pH值，高溫滅菌后挑取一定量菌接入到培養基中，28℃下振蕩培養，測定降解后的OD值，通過標準曲線計算濃度和降解效率。加入不同的表面活性劑和改變加入量，進行生物降解，繪制降解曲線圖，觀測降解速率的變化。

(3)標準曲線的繪制。對分散大紅S-3GFL和分散紅3B進行光學吸收屬性掃描，測得分散大紅S-3GFL的最大吸收波長為474nm，分散紅3B的最大吸收波長為520nm.在最大吸收波長下測2~120ppm濃度的染料的OD值，分別繪制分散大紅S-3GFL和分散紅3B的C-Am標準曲線。

(4)降解曲線的繪制。取5ml左右進行生物降解實驗的培養液測定其OD值，由于在菌株降解過程中，其代謝產物和菌體本身都會對OD值產生影響，故在測定前將培養液在2500r/min下離心10min,以去除絮狀代謝產物和菌體。測定的OD值通過標準曲線計算得出相應的分散染料濃度，繪制濃度隨時間變化的曲線圖。并可以計算降解效率。

4 實驗結果和分析

PH對菌株降解分散大紅S-3GFL的影響，將分散大紅S-3GFL配成100r/min的液體培養基，置100ml于250ml錐形瓶中，PH計測得其原始PH值為4.38。將各液體培養基的PH值分別調成 pH=3.53，4.45，5.57，6.53，7.53 等值， 以 pH=4.38 做為對照組進行生物降解實驗，測得不同降解時間段的OD值。

從實驗中可以看出，pH值對菌株降解分散大紅S-3GFL的影響很大。菌株在pH=3.53和pH=7.53時降解速率很慢，在第10天時仍有35%和52%沒有被降解。菌株在pH=5.57的條件下對分散大紅S-3GFL有較高的降解效率，與對照比較第3天降解效率由23.05%提高到41.37%。

在pH=5.57條件下的降解數據與對照組有關數據用成對比較法做 t檢驗，其 t值達到 5.367，p值為 0.000672，t0.01=3.355，t大于t0.01，差異達到極顯著水平水平。因此降解分散大紅S-3GFL的最適pH為5.57左右。過酸、中性和堿性環境對菌株降解分散大紅S-3GFL的影響都不利。

pH對菌株降解分散紅3B的影響：配制100ppm的分散紅3B，置100ml于250ml錐形瓶中，測得其原始pH值為4.91，將pH=4.91做為對照組，將其余的培養液的pH值分別調成為 pH=3.55，4.57，5.55，6.55，7.55 等值， 進行生物降解實驗。

通過實驗可以看出菌株在pH=6.55的條件下，降解速率最快。在小于6.55條件下，隨pH值的增加降解效率也隨著提高。但超過6.55時，速率就降低。將各組pH數據與對照組數據用成對比較法進行t檢驗，其結果達到極顯著水平。因此降解分散紅3B的最適pH為6.55左右。

[1]上海市紡織工業局.分散染料應用手冊[M].北京：化學工業出版社，1997,(5).

[2]戚文彬.面活性劑與分析化學[M].北京：中國計量出版社，1986，(9).