[发明专利]一株降解三苯甲烷染料的沙雷氏菌及降解三苯甲烷染料的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一株降解三苯甲烷染料的沙雷氏菌及降解三苯甲烷染料的方法。

背景技术

染料广泛应用于食品、医药、印染和化妆品等行业，虽然没有最新的世界染料生产量统计数据，但商业用途的染料种类已超过100,000种，世界染料的年产量超过7×10⁵吨已广为报道。天然染料由于来源困难，成本较高等问题，使其应用受到限制。目前，绝大多数染料为人工合成的化学染料，大都是含有胺基的芳香族化合物，结构稳定、复杂，具有抗酸、抗碱、抗光、抗微生物等特性，难降解，毒性较大，环境滞留期较长，因而具有潜在的健康危害。据报道，仅印染行业的加工过程中，就有约50％的染料释放至周围环境中，约10-15％的染料随印染废水进入周围水体。这些染料多数极其稳定，进入环境水域中后难以自然降解，造成受污染水域色度增加，影响入射光线量，进而影响到水生动植物的正常生命活动，破坏水体的生态平衡，更为严重的是染料多为有毒物质，具有致癌致畸效应，其排放到环境中对人类和其他生物的健康构成极大的威胁。

按化学结构分类，可以将合成染料划分为偶氮染料、蒽醌染料、三苯甲烷染料、靛蓝染料、硫化染料和杂环染料等，其中偶氮染料占染料生产和使用总量的60-70％，蒽醌染料仅次于偶氮染料，三苯甲烷染料则被列为仅次于偶氮和蒽醌染料的第三大类染料。三苯甲烷类染料的分子结构衍生于(C₆H₅)₃CH，通常由-NH₂、-OH或-HSO₃基团取代苯环上的一个氢原子。三苯甲烷类染料因其对动物和人类潜在的毒害作用而受到关注，例如结晶紫对哺乳动物细胞有毒害效应，也是一种致突变剂和有丝分裂抑制剂；孔雀石绿对哺乳动物细胞、水生生物和其他有机生命体具有致癌致畸效应，因此，在许多国家和地区，该染料已被立法严禁使用，且被美国食品和药物管理局(US Food and Drug Administration)列为致癌性测试的优先化学物质之一。然而，由于多数三苯甲烷类染料的生产成本较低、稳定性强且使用效果较好，难以找到合适的替代物，因此该类染料仍应用非常广泛，进而严重破坏了使用地区的生态平衡。因此，高效低耗地降解水体环境中的三苯甲烷类染料，对缓解环境压力，保护生态环境，维护人民生活健康稳定具有重大的意义。

三苯甲烷染料本身或其降解产物的生物毒性较大，尽管许多科学工作者已致力于解决由三苯甲烷染料造成的环境污染问题，例如应用吸附、化学沉淀、光降解、渗透和膜过滤等理化处理技术处理污染水源；然而，由于这些处理方法不仅处理费用高、效率不高，而且在治污的同时容易产生二次污染和难以处置的底泥，因此，极大地限制了其广泛推广使用。生物处理技术作为一种环境友好型且高效低耗的处理手段而受到越来越广泛的关注。这些生物处理技术主要涉及到真菌降解、放线菌降解、细菌降解、藻类降解、植物降解、酶降解和基因工程技术等。其中，细菌由于生长速度快，容易获得大量生物量，且易产生大量降解相关酶，对染料的降解效率也较高等优势而受到环境工作者的青睐。

以往的研究显示，能够降解三苯甲烷类染料的细菌主要涉及到芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、希瓦氏菌属(Shewanella sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)、苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)等，但绝大多数已报道菌株的专一性较强，只能专一降解某一种染料，而对其他染料无降解作用。此外，多数已报道菌株对三苯甲烷类染料的降解效率也差强人意，极易受环境因子影响，比如，在偏酸性或偏碱性、高温或低温条件下，脱色率降低或无脱色作用。

传统的理化处理方法不仅处理费用昂贵、效率不高，而且在治污的同时容易产生二次污染和难以处置的底泥，因此，极大地限制了其广泛推广使用。生物处理技术作为一种环境友好型且高效低耗的处理手段而受到越来越广泛的关注。这些生物处理技术主要涉及到真菌降解、放线菌降解、细菌降解、藻类降解、植物降解、酶降解和基因工程技术等。其中，细菌由于生长速度快，容易获得大量生物量，且易产生大量降解相关酶，对染料的降解效率也较高等优势而受到环境工作者的青睐。