印染废水脱色菌的筛选与脱色条件研究

 

摘  要：采用土壤真菌常规分离方式筛选到3株种可使色浆脱色的菌株，通过筛选选取一株脱色效果最好，且未见脱色研究报道的菌株。对该菌株的脱色能力进行了初步检测。对该菌株在孟加拉红和水溶性色浆的脱色条件进行了研究，结果表明碳源种类、氮源种类、温度、pH值等因素，对菌种的生长繁殖和对染料的脱色效果具有一定的影响。从不同时期脱色时期和脱色的菌体量不成比例的关系，初步认定该菌脱色的机理有吸附和降解两个因数组成。其最适脱色条件是碳源为蔗糖，氮源为硝酸铵，起始PH值为6-8，孟加拉红的温度为30℃，色浆的温度为35℃。最后通过显微镜观察初步鉴定为黄曲霉。

关键词：真菌；染料；脱色；黄曲霉；

 

1  前言

水是人类生存之源，发展之本，是环境构成中最活跃的因素。我国常年水资源总储量为2.81万亿m³，居世界第6位，而年总用水量为5 500亿～5 600亿m³，整体上能够满足需求^[1]。但由于我国人口众多，人均水资源占有量不足2 150 m³，为世界人均水资源占有量的1/4，位列世界110位，是联合国认定的“水资源最为紧缺”的13个国家之一。而且，随着人口的增长，工业化、城市化以及灌溉对水的需求量日益增加，加之水资源时空分布不均、水污染、水生态系统失衡等问题加剧了当前水资源供需矛盾，使我国水资源危机越发凸显，进而成为我国经济发展的严重制约因素之一。据美国对外关系委员会亚洲研究中心的报告，中国668个城市中440个已出现长期缺水问题^[2]。20世纪90年代以来，国家累计投入600亿元治理江河污染，相关部门也大力采取防污治污的措施，使得河流、湖泊、水库的水质基本保持稳定，局部有所改善。但据《中国环境状况公报》显示，2007年我国水污染形势依然严峻，监测的197条河流的407个断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为49.9 %、26.5 %和23.6 %。因此，防治水资源污染，提高水环境质量，已成为当务之急。

1.1印染废水的特点

1.1.1 　废水的特点　

印染产生的废水主要特点有：①水量大；②浓度高，大部分废水呈碱性,COD 值较高，色泽深；③水质波动大，印染厂的生产工艺和所用染化料，随纺织品种类和管理水平的不同而异，而对于每个工厂，其产品都在不断变化，因此，废水的污染物成分浓度的变化与波动十分频繁；④以有机物污染为主，除酸、碱外,废水中的大部分污染物是天然或合成有机物； ⑤处理难度较大，染料品种的变化以及化学浆料的大量使用，使印染废水含难生物降解的有机物，可生化性差。可见印染废水是较难处理的工业废水之一^[4] 。

1.1.2 　废水的危害　

印染废水的色泽深，严重影响着水体外观。造成水体有色的主要因素是染料。目前全世界染料年总生产量在60 万t 以上，其中50 %以上用于纺织品染色；而在纺织品印染加工中，有10 %～20 %的染料作为废物排出。印染废水的色度严重，用一般的生化法难以去除。有色水体会影响日光的透射，不利于水生生物的生长^[5]。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、难降解物质多、色度高，以及组分复杂等特点，属难处理的工业废水。印染废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱，纤维杂质及无机盐等，其中染料中的硝基和胺基化合物，以及铜、铬、锌、砷等重金属元素，具有较大的生物毒性，严重污染环境^[6]。

1.2  印染废水的基本处理方法

印染废水是成分复杂的有机废水,处理的主要对象是BOD₅ 、不易生物降解或生物降解速度缓慢的有机物、碱度、染料色素以及少量有毒物质^[7] 。

1.2.1　预处理　

印染废水污染程度高,水质水量波动大,成分复杂,一般都需进行预处理,以确保其他处理法的处理效果和运行稳定性。

（1）调节  由于印染废水的水质水量变化大,因此,印染废水处理工艺流程中一般都设置调节池,以均化水质水量。为防止纤维屑、棉籽壳、浆料等沉淀于池底,池内常用水力、空气或机械搅拌设备进行搅拌。水力停留时间一般为8 h 左右。

（2）中和  印染废水的pH 值往往很高,除通过调节池均化其本身的酸、碱度不均匀性外,还需要设置中和池,以使废水的pH值满足后续处理工艺的要求。

（3）废铬液处理  在有印花工艺的印染厂中,印花滚筒镀筒时需使用重铬酸钾等,滚筒剥铬时就会产生铬污染。这些含铬的雕刻废水含有重金属,必须进行单独处理,以消除铬污染。

（4）染料浓脚水预处理   染色换品种时排放的染料浓脚水,数量少,但浓度极高,COD 可达几万甚至几十万。对其进行单独预处理可减少废水的COD 浓度,这对于小批量、多品种的生产企业尤其重要。

1.2.2  物理与化学处理技术　

从理论上讲，多种物理化学和生物方法都可以用于印染废水的处理，常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法，此外,电解法、生物活性炭法和化学氧化法等也用于印染废水处理中。但考虑到工业效率与处理成本，目前工业上常用的方法有絮凝沉淀（气浮）、电解、吸附、生物降解等方法^[8,9]。

（1）混凝法  混凝法是印染废水处理中采用最多的方法,有混凝沉淀法和混凝气浮法2 种。常用的混凝剂有碱式氯化铝、聚合硫酸铁等。混凝法对去除COD 和色度都有较好的效果。混凝法设置在生物处理前,混凝剂投加量较大,污泥量大,易使处理成本提高,并增大污泥处理与最终处理的难度。混凝法的COD 去除率为30 %～60 %,BOD₅ 去除率为20 %～50 %。

（2）化学氧化法  纺织印染废水的主要特征之一是带有较深的颜色。这些颜色主要由残留在废水中的染料所造成。此外,有些悬浮物、浆料和助剂也能产生颜色。废水脱色就是去除废水中的显色有机物。印染废水经生物法或混凝法处理后,随BOD 和部分悬浮物的去除,色度有一定的降低。一般情况下,生物法的脱色率较低,仅为40 %～50 %。混凝法的脱色率稍高,但因染料品种和混凝剂的不同而有很大差别,脱色率在50 %～90 %。

氯氧化脱色法  氯作为消毒剂已广泛地应用于给水处理,其作为氧化剂时的功能与消毒有所不同。氯氧化脱色法就是利用废水中的显色有机物易被氧化的特性,应用氯或其化合物作为氧化剂,氧化显色有机物,并破坏其结构,达到脱色的目的^[8] 。

臭氧氧化脱色法  臭氧作为强氧化剂,除了在水消毒中得到应用,在废水脱色及深度处理中也得到广泛应用。影响臭氧氧化的主要因素有水温、pH 值、悬浮物浓度、臭氧浓度、臭氧投加量、接触时间和剩余臭氧等。

光氧化脱色法  光氧化脱色法是利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作用,氧化分解废水中的有机污染物质,使废水中的BOD5 、COD 和色度大幅度下降的一种废水处理方法。电解法处理印染废水时,电解法起主要作用,而内电解法起辅助作用。无论在COD 去除中,还是在色度去除中,铁屑投加率都不是影响处理效果的主要因素。COD的去除主要依靠电解产生的Fe (OH) 3 絮体沉降作用;色度的去除主要依靠电解产生的高价态氯化物的强氧化性。光氧化脱色法中常用的氧化剂是氯气,有效光是紫外线。紫外线对氧化剂的分解及对污染物质的氧化起催化作用。因此,设计时应选择相应的特殊紫外线灯作为光源^[10] 。

（3）吸附法  是利用吸附剂如活性炭、硅聚物、高岭土、工业炉渣等吸附废水中染料的方法。不同的吸附剂对染料吸附有选择性。活性炭吸附效果好，但费用较高。开发高效便宜的吸附剂是吸附法的研究方向。

（4）电解法  借助于外加电流的作用产生化学反应,把电能转化成化学能的过程称电解。利用电解的化学反应,使废水的有害杂质转化而被去除的方法称为废水电解处理法,简称电解法。电解法处理印染废水时,电解法起主要作用,而内电解起辅助作用。无论在COD 去除中,还是在色度去除、铁屑投加率都不是影响处理效果的主要因素。COD 的去除主要依靠电解产生的Fe(OH)₃ 絮体沉降作用;色度的去除主要依靠电解产生的高价态氯化物的强氧化性。  

1．2.3  生物处理

（1）活性污泥法  这是目前使用最多的一种方法,有推流式活性污泥法、表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低、处理效果较好等优点。污泥负荷的建议值通常为0. 3～0. 4 kg (BOD₅ ) / kg (MLSS) ·d。该法的BOD₅ 去除率大于90 %,COD 去除率大于70 %。据上海印染行业的经验表明,当污泥负荷小于0.2 kg(BOD5) / kg(MLSS) ·d 时,BOD₅ 去除率可达90 %以上,COD 去除率为60 %～80 %^[11] 。

（2）生物接触氧化法  该法具有容积负荷高、占地小、污泥少、不产生丝状菌膨胀、无需污泥回流、管理方便、可降解特殊有机物的专性微生物等特点,因而近年来在印染废水处理中被广泛采用。生物接触氧化法特别适用于中小水量的印染废水处理,当容积负荷为0. 6～0. 7 kg(BOD₅) / kg(MLSS) ·d 时,BOD₅ 去除率大于90 %,COD 去除率为60 %～80 %。

（3）缺氧水解好氧生物处理工艺  缺氧段的水力停留时间,一般是根据进水COD 浓度来确定的。当缺氧段采用填料法时,建议按100 mg/ L 的COD 需水力停留时间为1 h 累计取值。好氧段负荷限值有2 种方法: ①不计缺氧段去除率,此时好氧段负荷的限值略高于一般负荷值; ②按缺氧段BOD₅ 去除率为20 %～30 %计,而好氧段的负荷按一般负荷值计算。经这一工艺处理后,BOD5 去除率在90 %以上,COD去除率在70 %以上,该法的色度去除率较单一的好氧法有明显提高^[12]。

（4）生物转盘、塔式滤池  生物转盘、塔式滤池等工艺在印染废水的处理中也曾采用,取得了较好的效果,有的厂目前还在运行。但由于这些工艺占地较大,对环境影响较大,处理效果比其他工艺低,目前已很少采用。

（5）厌氧处理  对浓度较高、可生化性较差的印染废水,采用厌氧处理方法能较大幅度地提高有机物的去除率。厌氧处理在实验室研究、中试中已取得了一系列成果,是较有发展前途的新工艺。但其生产运行管理要求较高,在厌氧处理法后面还需好氧法处理才能达到出水水质要求。

生物法，印染废水中大部分有机物是可以降解的，即使是苯环结构，也能被某些微生物分解。生物化学处理具有运转费用低，处理效果好，操作简单等优点，日益受到人们的重视，并在印染废水的处理中得到广泛应用。

2  实验材料与方法

2.1  实验药品与器材

2.1.1  实验药品

蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、可溶性淀粉、木糖、蛋白胨、牛肉膏、尿素、马铃薯、黄豆芽、柠檬酸钠、酒石酸钾钠、75%乙醇、（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃、NaOH、KNO₃、K₂HPO₄、KH₂PO₄、FeSO₄、MgSO₄·7H₂O、HCl、CaCl₂、琼脂（以上药品均为分析纯）

染料：孟加拉红、可溶性色浆。

2.1.2  实验器材

WF J 7200型可见光分光光度计（尤尼科（上海）仪器有限公司），UV－2100双光束紫外可见光分光光度计（北京瑞利分析仪器有限公司），TOMY自动立式灭菌锅SS-323(TOMY KDGYO CO.,LTD)、超净工作台(苏州净化设备有限公司)、MJX-160型霉菌培养箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）、SYC-L1型恒温摇床（上海联环生物工程设备有限公司）、OLYMPUS BX41TF荧光显微镜（OLYMPUS CORPORATION TOKYO,JAPAN）、DHG-9070型电热鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）、D2F-6050型真空干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）。

2.1.3  实验所用培养基^[13]

查氏培养基，马丁氏培养基，PDA培养基，萨市培养基，豆芽汁培养基，牛肉膏蛋白胨培养基，无机培养基^[14]；

    液体无机培养基:葡萄糖10g,NaH₂PO₄·2H₂O 0.5 g,MgSO₄·7H₂O 0.2 g,K₂HPO₄ 0.5 g,硫酸铵2 g,CaCl2 0.1 g,水1 000 mL ^[14] 。

2.2  实验方法

 

 

 

 

 

2.2.1  土壤微生物筛选

（1）土壤的来源：湖南农业大学浏阳河排水口的淤泥。

（2）富集培养  用无菌纸称取土样10 g 4份，2份用液体富集培养，另外2份用固体富集培养。

配制两种培养基每种两瓶，液体培养基每瓶150 mL5%葡萄糖，染料终浓度分别为孟加拉红100 mg/L、水溶性色浆66.7 mL/L，玻璃球25粒/瓶，置于摇床35 ℃培养；固体培养基每培养皿15 ml 5%葡萄糖，染料终浓度分别为孟加拉红100 mg/L、水溶性色浆66.7 mL/L，置于培养箱35 ℃培养。

（3）稀释筛菌  用灭菌的1 mL无菌移液管从富集培养液中吸取1 mL转入9 mL无菌水的试管中，摇匀，得第一个稀释液（10^-1）。取另一只1 mL无菌移液管从第二个稀释液中吸取1 mL，放入另一支含9 mL无菌水的试管中，摇匀，得第二个稀释液（10^-2）。依此类推，分别稀释至10^-9。

配制PDA培养基（添加孟加拉红）灭菌并制成平板。分别取10^-7、10^-8、10^-9三个稀释度的土壤悬液，涂布于平板，每个稀释度设三个重复，35℃下培养。

把出现透明环的菌种，用平板划线法分离纯化，挑取单菌种接种斜面。

2.2.2 不同菌种对不同染料的脱色实验

配制染料液体无机培养基150 mL每瓶，染料终浓度分别为孟加拉红100mg/L、水溶性色浆66.7 mL/L。分别接入少量不同的菌种后，置摇床35 ℃培养。

利用WF J 7200型可见光分光光度计对各种菌体的脱色完成后的溶液进行对比其吸收光谱，并找到其最大吸收波长，再测试染料溶液在最大吸收波长处的OD值，计算其脱色率。

2.2.3  菌种脱色能力初步测试

选取以上脱色最好的菌株，进行该菌株的脱色能力初步测定

配制染料液体无机培养基，用接种环接种少量菌种于培养基中，置摇床35 ℃培养。 所用染料包括孟加拉红、可溶性色浆，每种染料三个重复。

称量菌体干重，并对对脱色后的溶液用可见光分光光度计测出在最大吸收波长处的OD值，与不接种菌体的染料溶液初始OD值进行比较计算脱色率。以脱色率表示菌株对染料的脱色能力^[15]。

脱色率= (A-B) / A × 100%。

式中，A——脱色前染料在最大吸收波长处的OD值；

          B——脱色后染料溶液在最大吸收波长处的OD值。

2.2.4  培养基种类对脱色的影响

选择PDA培养基、马丁氏培养基、无机培养基、查氏培养基、豆芽汁蔗糖培养基、牛肉膏蛋白胨培养基实验，比较了这6种培养基对孟加拉红、水溶性色浆脱色的影响。

配制六种培养基每种两瓶，每瓶150 mL，染料终浓度分别为孟加拉红100 mg/L、水溶性色浆66.7 mL/L，接入1mL菌悬液后，置于摇床35 ℃培养。

   脱色结束后，过滤瓶中物质，测量其PH值，测定滤液的OD值，求其脱色率。

2.2.5  碳源对脱色的影响

选择可溶性淀粉、柠檬酸钠、酒石酸钠、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖条件进行实验，比较了这6种碳源情况对孟加拉红、水溶性色浆脱色的影响。

以改进的无机培养基为基础培养基改变碳源，所有碳源以10g葡萄糖原配方中碳浓度为标准加入，以保持各培养基中的碳含量相同（见表1）。每种培养基两瓶，每瓶150 mL，染料终浓度分别为孟加拉红100 mg/L、水溶性色浆66.7 mL/L（每种培养基取样，得到空白组和原色对照组），接入1mL菌悬液后，置于摇床35 ℃培养。

表1  碳源加入量

Tab. 1 The amount of carbon source 

脱色结束后，过滤瓶中物质，测量其PH值，测定滤液的OD值，求其脱色率。

2.2.6  氮源对脱色的影响

选择蛋白胨、牛肉膏、NH₄NO₃、尿素、KNO₃、(NH₄)₂SO₄进行实验，比较了这6种氮源情况对孟加拉红、水溶性色浆脱色的影响。

以无机培养基为基础培养基改变氮源，所有氮源以液体无机培养基原配方中氮浓度为标准加入，以保持各培养基中的氮含量相同（见表2）。每种培养基两瓶，每瓶150 mL，染料终浓度分别为孟加拉红100 mg/L、水溶性色浆66.7 mL/L（每种培养基取样，得到空白组和原色对照组），接入1mL菌悬液后，置于摇床35 ℃培养。

脱色结束后，过滤瓶中物质，测定滤液的OD值与PH值，求其脱色率。

表2  氮源加入量

Tab. 2 The amount of nitrogen

 

2.2.7  初始pH值对脱色的影响

选择6、8、10、12、14这5种培养基初始pH值进行实验，比较了这5种初始pH情况对孟加拉红、水溶性色浆脱色的影响。

配制改进后的无机培养基，调节pH分别为6、8、10、12、14每种两瓶，每瓶150 mL，接入1mL菌悬液后，置于摇床35 ℃培养。

脱色结束后，过滤瓶中物质，测定滤液的OD值与PH值，求其脱色率。

2.2.8  培养温度对脱色的影响

选择30℃、35℃这2种培养基进行实验，比较了这2种温度对孟加拉红、水溶性色浆脱色的影响。

配制改进后的无机培养基，调节pH为8每种两瓶，每瓶150 mL，接入1mL菌悬液后，置于摇床35 ℃和30 ℃培养。

脱色结束后，过滤瓶中物质，测定滤液的OD值与PH值，求其脱色率。

2.2.9  菌种初步鉴定

以PDA为培养基，在含色素与不含色素的PDA液体培养基中同样接入1mL菌悬液与35℃摇床中培养，并同时接种少量在PDA固体培养基上静置培养，等脱色较好时做镜片对其进行形态观察确定菌种。

3  结果与分析

3.1  菌种的分离、筛选

3.1.1  土壤微生物筛选 ^[14]

培养5天后，平板中有多3株菌落周围出现了透明圈，可能这些菌株对染料有脱色作用，挑取少量菌株，纯化后接入斜面保存。

3.1.2  不同菌种对不同染料的脱色能力的测定

配制染料无机培养基，用接种环接种少量菌种于培养基中，置摇床35 ℃培养。 所用染料包括孟加拉红、可溶性色浆，每种染料3个重复。

孟加拉红、可溶性色浆组培养至第6d，抽滤瓶中物质，分别于547 nm、522下测量滤液的OD值，并计算脱色率，结果见表3:

 

              表3   第6d取样OD值测定结果      

Tab.3 The results to samples’ OD values at the six day

孟加拉红（又称虎红）既是一种细菌和放线菌的抑菌剂而在真菌分离中应用，同时又是一种染料（染料索引号为C.I.45440），分子中既含有氧蒽结构又具有三本甲烷结构，因而能降解孟加拉红的生物可能会具有广泛的染料降解谱^[17]。而色浆是工业上运用很广泛的，而且色浆印染废水中残留物对环境污染及其的严重。从上表可以看出1、2、5号菌的脱色能力都很强，经鉴定1号菌为黑曲霉，2号菌是非黑曲霉的单一菌株，5号菌为混合菌株。由于黑曲霉以有大量研究，所以本次选取2号菌进行研究。

经染料培养基平板的初步检测，该菌种生存能力较强，能适应抑菌能力较强的色素培养基环境，说明了其具有较强的脱色能力和比较广的脱色谱。

3.2  菌种对染料的脱色

3.2.1  培养基种类对脱色的影响

4d后取出，过滤瓶中物质，取滤液，于个色素最大吸收峰下测OD值，并计算脱色率，结果如下：

表4 不同培养基孟加拉红脱色情况（547 nm）

Tab.4Decolorization results of rose-bengal in different media (547 nm)

 

 

表5  不同培养基水溶性色浆脱色情况（522 nm）

Tab. 5 Decolorization results of color paste in different media

菌种在这6种培养基条件下脱色率各有不同，有高有低，但普遍表现了脱色能力，说明该菌种的适应能力较强，能够适应各种培养基环境。

在本次实验中，在无机培养基、马丁氏培养基、PDA培养基、查氏培养基和豆芽汁培养基的条件下，菌种对两种染料的脱色能力都较强，应为较好的培养条件。如果在实际应用中则应选择豆芽汁培养基和PDA培养基作为培养条件较好，因为成本较其他两种为低，但其具体成分不明，不易在后期的碳氮源条件摸索中作为基础培养基。查氏培养基和马丁氏培养基中碳源与氮源的浓度都较无机培养基的低，但脱色率却还稍低一点，在后期的实验中也不选用，所以以下的实验中均采用改良的无机培养基为基本培养基。

3.2.3  碳源对脱色的影响

4d 后取出，过滤瓶中物质，取滤液，于各色素最大吸收峰下测OD值，并计算脱色率，结果如下：

            表6  不同碳源孟加拉红脱色情况（547nm）

Tab.6 Decolorization results of rose-bengal in different carbon sources (547nm)

 

表7  不同碳源水溶性色浆脱色情况（522 nm）

Tab.7 Decolorization results of color paste in different carbon sources (522 nm)

结果表明葡萄糖、淀粉、蔗糖、酒石酸钾钠、柠檬酸钠、麦芽糖均有利于菌种对孟加拉红和色浆的脱色，其中淀粉、蔗糖在两种色素的脱色中效果最好都有80%以上，说明该菌种对多种碳源的利用情况都较佳。相较成本而言，蔗糖要更优于其他碳源。

3.2.4  氮源对脱色的影响

4 d 后取出，过滤瓶中物质，取滤液，于各色素最大吸收峰下测OD值，并计算脱色率，结果如下：

表8  不同氮源孟加拉红脱色情况（547 nm）

Tab.8 Decolorization results of rose-bengal in different nitrogen sources (547 nm)

 

表9 不同氮源水溶性色浆脱色情况（522 nm）

Tab. 9 Decolorization results of rose-bengal in different nitrogen sources (522 nm)

实验结果表明，该菌种能在大多数氮源条件下高效脱色，有很强的适应性。相较之下有机氮源普遍较无机氮源好，但无机氮源中的NH₄NO₃效果特别好，在脱色时间上要明显短于其他氮源，在脱色后的pH值也是非常的理想，也就是说铵盐和硝酸根都有利于该菌种的脱色，在铵盐和硝酸根的相互作用下该菌种的脱色更好。

3.2.5  初始pH值对脱色的影响

4d后取出，过滤瓶中物质，取滤液，对滤液进行紫外-可见光双光束扫描，并绘制吸收光谱，于各色素最大吸收峰下测OD值，并计算脱色率，结果如下：

 表10  初始pH6-14孟加拉红脱色照片

Tab.10 Decolorization results in initial pH6-14

  

表11  初始pH6-14脱色

Tab.11 Decolorization results in initial pH6-14

结果表明，培养基在弱碱性或酸性（pH=6-8）时菌种均能很好的生长，在碱性环境下（pH≥10），菌种生长的量有了明显的下降。

对于孟加拉红，当初始6≤pH≤8时脱色率很高，均可达到95 %以上，，而当初始pH≥10时脱色率均低于55 %。

对于孟加拉红和色浆，只有初始pH值在6～8之间时，才有较高的脱色率，在pH低于6或高于8时，脱色率逐渐降低。

通过对配制溶液的观察可以发现当溶液pH值很低时，孟加拉红色素会凝聚成团，因此pH值条件摸索从pH值为6开始。总体的从实验数据来看溶液的色度会随着pH值的变化而变化，当pH越呈现碱性时，溶液的色度也会越大。通过脱色后pH值的测定初步认为其实pH只为8最好。

3.2.6温度对脱色的影响

4 d 后取出，过滤瓶中物质，取滤液，于各色素最大吸收峰下测OD值，并计算脱色率，结果如下：

 

表12 不同温度脱色情况

Tab. 12 Decolorization results of rose-bengal in different nitrogen sources (522 nm)

    因大多数真菌的生长的最适温度为25℃-37℃，又因大多数印染废水在排放时温度均比较高，所以对该菌在30℃和35℃进行同步试验，色浆脱色35℃较优，而孟加拉红脱色为30℃培养较优，说明在同一种菌体在不同温度时对不同染料的脱色能力不同，更加说明了该菌的脱色不仅仅只有吸附，因该会有酶的作用。

3.2.6  菌种的初步测定

4 d 后取出，挑取少量的菌体做镜片观察其结构，同时观察静置培养的菌落颜色形态，结果如下：

从以上培养的观察和镜鉴的照片里的的菌种来看，该菌丝有隔膜，部分气生菌丝可以分化成孢子梗，分生孢子梗顶端有球状膨大顶囊和分生孢子呈绿色等特点我们初步认定该菌为黄曲霉。

从静态的观察看该菌菌落颜色由白色、黄色、浅绿、深绿四各阶段组成，从上图11，可以看出颜色较深的菌落区脱色较差而较浅的地方脱色较好，因该是该菌落在适应环境脱色的一个过程。又从图14可以看出在菌体脱色中菌丝中含有部分色素，所以菌种在脱色工程中有吸附作用同时在固体培养基上脱色菌体的颜色没有被色素的颜色所影响而又有一定的脱色效果，说明在液态培养脱色中不仅仅只有吸附的作用可能还有降解作用。

3.2.7  小结

发现黄曲霉菌种能在多种培养基条件下正常生长，能有效的利用多种碳源和氮源，说明该菌种的适应能力极强，这使黄曲霉菌种在生产中实际使用成为可能。

初始pH值对该菌的生长和脱色效率有明显的影响。实验证明，pH值在8时菌种可以达到很好的脱色效果，参考孟加拉红和色浆的共同的最优脱色pH范围，认为该菌的最佳pH值为6～8。色浆脱色最佳温度35℃，而孟加拉红最佳脱色温度为30℃

通过每次实验中脱色率高低顺序和菌种生长量的多少进行对比，认为菌种生长量的多少与脱色率没有直接关系，同时在平板脱色观察发现具有一定脱色效果的菌落本身并不是染料颜色等特点，通过参考各实验菌种的脱色机制，初步认为该菌脱色中存在降解作用。

4 结论与展望

4.1 结论

本实验最初是从淤泥中筛选出多株对色浆有脱色能力的菌株，通过筛选测定选取一株脱色最好而且以前没有研究的菌株进行脱色研究。对该菌株的脱色能力进行了初步检测，证明了黄曲霉对色浆和孟加拉红具有较强的脱色能力。

对黄曲霉的脱色条件进行了研究。采用了6种培养对是菌种在不同培养基条件情况下的生长及脱色情况，实验表明在无机培养基、马丁氏培养基、PDA培养基、查氏培养基和豆芽汁培养基的条件下，为较佳的脱色培养条件。基于改进的加糖无机培养基，选择了6种碳源、6种氮源进行碳源、氮源条件摸索，实验结果表明有机碳源大都利于该菌种脱色；菌种也能适应除牛肉膏以外的各种有机、无机氮源，但最佳的氮源为硝酸铵。这说明该菌种的适应能力极强，有用于实际污水脱色的可能。

初始pH值对菌种的生长和脱色能力有较明显的影响，实验表明在pH在6～8之间时，菌种能稳定的对染料进行脱色，为较佳的初始pH范围。当初始pH≥10时，菌种量有明显的减少，脱色能力也明显下降。

在对该菌在30℃和35℃进行同步脱色试验，色浆脱色35℃较优，而孟加拉红脱色为30℃培养较优，说明在同一种菌体在不同温度时对不同染料的脱色能力不同，加上对该菌的生长形态颜色等过程的观察得到的现象，更加说明了该菌的脱色不仅仅只有吸附，因该会相应酶的作用。

4.2  有待深入研究的内容

    1、通过几个月的染料培养基，发现该菌种在脱色的过程中有明显的适应期，适应期前后脱色能力差距也十分明显，后续可考虑通过其他更强烈的诱变环境（如紫外诱变）对该菌进行诱变，以增强其脱色能力和抗逆能力。

2、初步证实该菌种的脱色机制为吸附和降解共同作用，进一步可对该菌种的脱色机制进行深入研究。

3、由于该菌的适应能力强，生长要求简单，有用于实际的染料废水脱色处理的可能，可对其应用技术进行研究。

4、由于对黄曲霉的脱色原理了解较少，要该菌脱色以后的处理进行一定的研究。

 

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