發(fā)布時(shí)間：2020-03-27 07:38

【摘要】：我國(guó)染料業(yè)、紡織印染業(yè)發(fā)達(dá),染料廢水對(duì)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(duì)染料的吸附行為。論文的主要研究結(jié)果如下： (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(duì)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(duì)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+,Fe3+和Fe2+則顯著抑制染料的脫色降解過程。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(duì)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 青霉YW01吸附劑對(duì)酸性黑172和剛果紅在pH 3.0、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(duì)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(duì)兩種染料的吸附能力顯著降低,說明存在競(jìng)爭(zhēng)吸附現(xiàn)象。相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)性分析發(fā)現(xiàn),存在濃度關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)決定吸附劑對(duì)兩類染料的選擇性。[AB 25]/[AR 337]濃度之比大于0.63時(shí),酸性藍(lán)25的生物吸附占優(yōu)勢(shì)地位。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究9種真菌吸附劑表征和操作條件對(duì)吸附活性黑5染料的過程影響時(shí)發(fā)現(xiàn),pH為影響吸附過程最重要的因素,其次依次為氮元素含量,初始染料濃度、碳元素含量。而且真菌對(duì)染料的吸附能力并不與比表面積成正比。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2602687