CN104109634A - 一种藻类微生物降解水中偶氮染料体系构建方法 - Google Patents

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何婷
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Abstract

本发明公开了一种藻类微生物降解水中偶氮染料体系的构建方法，其步骤：A、从自然水体中筛选藻类微生物：a、藻类微生物的富集；b分离纯化，分别接种于半固体培养基中，加入灭菌后的液体石蜡，塞入胶塞并用封口膜封口，置于恒温光照培养箱中，培养，出现藻类微生物群落；c藻类微生物的筛选：保留降解的藻种；B、确定藻类微生物培养条件，藻类微生物降解橙黄Ⅱ或活性红X-3B或两种染料混合体系的培养条件为醋酸钠浓度、藻生长时间、培养基pH值，光照强度；C、在确定的藻类微生物培养条件下，加入氧化还原介体，在光照条件下进行橙黄Ⅱ或活性红X-3B或两种染料混合体系的降解实验。工艺简单，氧化还原介体价格低廉，无毒，反应速率快，降解效率高。

Description

一种藻类微生物降解水中偶氮染料体系构建方法
技术领域
本发明涉及藻类微生物技术领域，更具体涉及一种氧化还原介体催化从自然水体中筛选的藻类微生物(如两栖颤藻或小球藻)高效降解偶氮染料体系的构建方法，该体系可用于水中偶氮染料的高效降解及其有效利用。 
背景技术
偶氮染料废水色度高，降低了水体的光渗透率，极大地影响水生生物的光合作用，不利于水生生物生长。偶氮染料本身为致癌物质，极大损害人体健康和生态平衡。微生物处理法是通过生物吸附、酶促降解或二者结合方式实现偶氮染料降解的方法。虽然反应速率较慢，但具成本低、环境友好等优点。藻类微生物为光能自养型生物，与细菌、真菌微生物相比较，其生长不需要外加碳源，适用于处理染料废水。但藻类微生物降解染料废水速率较慢，耗时较长，难以实现大规模实际应用。因此，构建藻类微生物高效降解水中偶氮染料体系具有重要意义。 
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种从自然水体中筛选藻类微生物(如两栖颤藻或小球藻)高效降解水中偶氮染料体系的构建方法，方法易行，操作简便，以氧化还原介体催化从自然水体中筛选的藻类微生物高效降解水中偶氮染料体系，该体系降解率高，反应速率快，实验参数易控制，所需原料价格低廉，可直接用于水中偶氮染料废水的降解及有效利用。 
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施： 
一种藻类微生物高效降解水中偶氮染料的方法，包括从自然水体中筛选藻类微生物，藻类微生物生长条件优化，氧化还原介体催化从自然水体中筛选出的藻类微生物降解水中偶氮染料等过程。本发明中，用从自然水体中筛选出的藻类微生物处理水中不同偶氮染料，并优化其实验条件，再利用氧化还原介体催化从自然水体中筛选出的藻类微生物降解水中不同偶氮染料，从而构建高效藻类微生物降解水中偶氮染料体系。 
一种藻类微生物降解水中偶氮染料体系的构建方法，其步骤是： 
1.从自然水体中筛选藻类微生物，实验用培养基组成请见下表(表1)，其步骤是： 
表1.实验用培养基 
(1)藻类微生物的富集：在18mm×180mm玻璃试管中加入15mL已于121℃灭菌18-22min的富集培养基，接入自然水体水样1mL，振荡均匀，加入1mL相同条件下灭菌的液体石蜡，塞入胶塞并用封口膜封口。将已封口的试管置于恒温光照培养箱中，在照度为3000lux，温度为28-32℃条件下培养7-10d至培养液呈现绿色。转移1mL该富集培养液于另一支装有新鲜灭菌富集培养液的试管中，重复以上操作4-6次。 
(2)分离纯化：取1mL步骤(1)中所得富集藻类微生物培养液作10-1，10-2，10-3，10-4，10-5，10-6共6个稀释梯度，分别接种于半固体培养基中，混匀，加入1mL灭菌后的液体石蜡，塞入胶塞并用封口膜封口。置于恒温光照培养箱中，在照度为3000lux，温度为28-32℃条件下培养7-10d至试管中出现藻类微生物群落。 
(3)藻类微生物的筛选：以660nm处吸光度作为衡量藻类微生物浓度指标，将分离得到的藻类微生物群落在试管中培养至A660值在1.0以上后分别取1mL培养液接种于血清瓶中，加入橙黄Ⅱ染料(市售，分析纯)，使之浓度为5mg/L，调节体系pH值为7.2-7.5，在28-32℃下分别置于照度为3000lux光照条件下培养46-50h，在464nm下测量各吸光度值，以无菌染料溶液作空白。保留具有降解能力的藻种。 
2.确定藻类微生物培养条件，藻类微生物降解浓度为100mg/L橙黄Ⅱ或100mg/L活性红X-3B(市售，分析纯)的最佳培养条件为醋酸钠浓度5g/L、藻生长时间为46-50h、培养基pH值为7.2-7.5、光照强度为3000lux。 
3.在步骤2中所确定的最佳藻类微生物培养条件下，加入氧化还原介体(氧化还原介体来源为一种氧化还原介体的制备方法，公开号：CN102989505A)使之浓度为10mg/L，在光照强度为3000lux条件下进行浓度为100mg/L橙黄Ⅱ或100mg/L活性红X-3B或两种染料混合体系的降解实验，并与不加入氧化还原介体的空白组进行比较。其降解速率提高约100％。 
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果： 
在最佳实验条件下，从自然水体中筛选出的两栖颤藻或小球藻在6h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率分别为93％～97％或91％～97％；从自然水体中筛选出的两栖颤藻在4h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为95％～98％；而从自然水体中筛选出的小球藻在3h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为86％～96％。在相同实验条件下，且介体浓度为10mg/L时，从自然水体中筛选出的两栖颤藻在4h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为96％～99％；而在2.5h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为97％～99％。而从自然水体中筛选出的小球藻在3h内，对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率约为92％；而在1.5h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为94％～99％。具体有以下几点： 
1.藻类微生物来源丰富，成本低廉。 
2.降解过程中无需额外添加碳源或氮源。 
3.工艺简单，无需大型设备。 
4.氧化还原介体价格低廉，无毒，不会产生有毒代谢产物。 
5.反应速率快，降解效率高。 
6.该体系适应性强，能对多种偶氮染料进行降解，且可对含较高浓度的偶氮染料废水进行降解处理。 
具体实施方式
实施例1： 
一种藻类微生物降解水中偶氮染料体系的构建方法，其步骤是： 
1.配制浓度为5.02g/L醋酸钠溶液，溶液初始pH值为8.48； 
2.接种藻类微生物初始量为1.1mL/100mL于步骤1之溶液中，在光照强度为3984.53lux条件下，藻类微生物生长30h以上； 
3.加入氧化还原介体于步骤2之溶液中，使之浓度为10mg/L； 
4.分别加入浓度为100mg/L橙黄Ⅱ或100mg/L活性红X-3B或两种染料混合体系于步骤2和步骤3之溶液体系中进行降解实验，并与不加入氧化还原介体空白组进行比较，均进行5次平行实验。 
本次实验获得的有益效果为：从自然水体中筛选出的两栖颤藻在6h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为93.5％；而在4h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为95.2％。在相同实验条件下，且加入氧化还原介体浓度为10mg/L时，从自然水体中筛选出的两栖颤藻在4h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为96％，而在2.5h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为97％。从 自然水体中筛选出的小球藻在6h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为97.1％；而在3h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为95.6％。在相同实验条件下，且加入氧化还原介体浓度为10mg/L时，从自然水体中筛选出的小球藻在3h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为92.2％，而在1.5h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为94.1％。 
实施例2： 
一种藻类微生物降解水中偶氮染料体系的构建方法，其步骤是： 
1.配制浓度为5.15g/L醋酸钠溶液，溶液初始pH值为7.48； 
2.接种藻类微生物初始量为1.2mL/100mL于步骤1之溶液中，在光照强度为3768.43lux条件下，藻类微生物生长37h以上； 
3.加入氧化还原介体于步骤2之溶液中，使之浓度为10mg/L； 
4.分别加入浓度为100mg/L橙黄Ⅱ或100mg/L活性红X-3B或两种染料混合体系于步骤2和步骤3之溶液体系中进行降解实验，并与不加入氧化还原介体空白组进行比较，均进行5次平行实验； 
本次实验获得的有益效果为：从自然水体中筛选出的两栖颤藻在6h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为97％；而在4h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为98.2％。在相同实验条件下，且加入氧化还原介体浓度为10mg/L时，从自然水体中筛选出的两栖颤藻在3.7h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为99％；而在2.3h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为99％。从自然水体中筛选出的小球藻在6h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为91.1％；而在3h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为85.9％。在相同实验条件下，且加入氧化还原介体浓度为10mg/L时，从自然水体中筛选出的小球藻在3.5h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为93.0％，而在1.5h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为99.1％。 
实施例3： 
一种藻类微生物降解水中偶氮染料体系的构建方法，其步骤是： 
1.配制浓度为5.22g/L醋酸钠溶液，溶液初始pH值为7.28； 
2.接种藻类微生物初始量为1.3mL/100mL于步骤1之溶液中，在光照强度为3683.12lux条件下，藻类微生物生长47h以上； 
3.加入氧化还原介体于步骤2之溶液中，使之浓度为10mg/L； 
4.分别加入浓度为100mg/L橙黄Ⅱ或100mg/L活性红X-3B或两种染料混合体系于步骤2和步骤3之溶液体系中进行降解实验，并与不加入氧化还原介体空白组进行比较，均进行5次平行实验； 
本次实验获得的有益效果为：从自然水体中筛选出的两栖颤藻在5h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为91％；而在3h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为90％。在相同实验条件下，且加入氧化还原介体浓度为10mg/L时，从自然水体中筛选出的两栖颤藻在3.2h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为98％，而在2.1h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为96％。从自然水体中筛选出的小球藻在6h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为92.5％；而在3h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为87.7％。在相同实验条件下，且加入氧化还原介体浓度为10mg/L时，从自然水体中筛选出的小球藻在3h内对100mg/L的橙黄Ⅱ降解率为92.2％，而在2h内对100mg/L活性红X-3B的降解率为99.3％。 

Claims (1)

1.一种藻类微生物降解水中偶氮染料体系的构建方法，其步骤是： 
A、从自然水体中筛选藻类微生物，其步骤是： 
实验用培养基 
(1)藻类微生物的富集：在18mm×180mm玻璃试管中加入15mL已于121℃灭菌18－22min的富集培养基，接入自然水体水样1mL，振荡均匀，加入1mL相同条件下灭菌的液体石蜡，塞入胶塞并用封口膜封口，将已封口的试管置于恒温光照培养箱中，在照度为3000lux，温度为28－32℃条件下培养7-10d至培养液呈现绿色，转移1mL该富集培养液于另一支装有新鲜灭菌富集培养液的试管中，重复以上操作4－6次； 
(2)分离纯化：取1mL步骤(1)中所得富集藻类微生物培养液作10-1，10-2，10-3，10-4，10-5，10-6共6个稀释梯度，分别接种于半固体培养基中，混匀，加入1mL灭菌后的液体石蜡，塞入胶塞并用封口膜封口，置于恒温光照培养箱中，在照度为3000lux，温度为28－32℃条件下培养7-10d至试管中出现藻类微生物群落； 
(3)藻类微生物的筛选：以660nm处吸光度作为衡量藻类微生物浓度指标，将分离得到的藻类微生物群落：两栖颤藻或小球藻，在试管中培养至A660值在1.0后分别取1mL培养液接种于血清瓶中，加入橙黄Ⅱ染料，使浓度为5mg/L，调节体系pH值为7.2-7.5，在28－32℃下分别置于照度为3000lux光照条件下培养46-50h，在464nm下测量各吸光度值，以无菌染料溶液作空白，保留降解的藻种； 
B、确定藻类微生物培养条件，藻类微生物降解浓度为100mg/L橙黄Ⅱ或100mg/L活性红X-3B或两种染料混合体系的培养条件为醋酸钠浓度5g/L、藻生长时间为46-50h、培养基pH值为7.2-7.5，光照强度为3000lux； 
C、在步骤B中所确定的藻类微生物培养条件下，加入氧化还原介体使之浓度为10mg/L，在 光照强度3000lux条件下进行浓度为100mg/L橙黄Ⅱ或100mg/L活性红X-3B或两种染料混合体系的降解实验，并与不加入氧化还原介体的空白组进行比较，其降解速率提高100％。 
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