[发明专利]一种偶氮染料降解菌及其应用

说明书

本发明涉及一种偶氮染料降解菌及其应用，偶氮染料降解菌为粪肠球菌R1107，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M 2022417。所述的偶氮染料降解菌还能应用于降解偶氮染料废水本发明的粪肠球菌R1107可以在碱性条件下处理含偶氮染料、重金属和高盐的混合STE，可以对STE进行72.79％的有效脱色并且缓解了高碱的pH环境。且不仅具有高效的脱色效率，还能够有效地破坏偶氮染料的结构。LC‑MS分析结果说明偶氮染料经粪肠球菌R1107处理后可以形成低分子量的低毒化合物。粪肠球菌R1107对偶氮染料的处理使之毒性显著性降低，即它对于偶氮染料不仅是简单的脱色，还具有生物降解和解毒的功效。

技术领域

本发明涉及染料废水处理领域，具体涉及一种偶氮染料降解菌及其应用。

背景技术

含有偶氮染料的纺织工业排出的废水具有高度的色彩，因此可以用视觉识别。偶氮染料具有复杂的芳香结构，耐光、生物活性、臭氧等难以降解的环境条件。因此，传统的废水处理方法显然达不到预期的效果。此外，阴离子和非离子偶氮染料由于偶氮基团的活性裂解而释放出有毒的胺类物质。且偶氮染料废水中重金属如铬、钴、镍和铜(金属化染料)的存在也是一个值得关注的环境问题。

目前，物理、化学和生物方法已广泛应用于偶氮染料废水的处理，其处理过程因染料分子结构的不同而有所不同。常用的物理化学方法包含吸附、过滤、臭氧化、UV/NaOCl、电化学氧化、超声辐照、UV/H2O2调节，中和，光降解，电化学，混凝-絮凝，气浮，沉淀等。这些方法在一定程度上缓解了偶氮染料废水所带来的危害，但也具有局限性，如光降解过程中会产生有毒副产物，对于高浓度的偶氮染料废水，简单的吸附，沉淀并不能达到理想的效果还需二次降解，降解流程繁琐。生物降解的方法主要有水解酸化，厌氧生物法，好氧生物法，生物吸附，膜分离，高级氧化法等技术方法。其中，生物处理因其成本低、效率高、操作简单、可完全降解、无二次污染等特点，已被证明是一种有效的处理方法，受到了广泛的关注。传统处理偶氮染料污水的策略主要局限于物理化学过程，这些过程需要消耗大量的能源和经济成本，基于这些原因，目前的挑战集中在利用能够将偶氮染料降解为小分子低毒化合物的环境细菌。

为了缓解偶氮染料难以降解，且持续的危害性等挑战，微生物生物修复技术已经成为有色水污染的有效解决方案。众所周知，微生物在异种有机化合物的矿化中起着至关重要的作用。早期的研究已经证明，染料可以通过真菌、藻类、放线菌、植物和纯或混合培养的细菌或其酶进行部分或完全的生物降解。与其他生物相比，细菌是生物修复的理想候选者，因为它们可以极大地适应废水的极端环境。此外，细菌培养只需较短的生长周期和简单的营养。因此，利用环境中的新型细菌进行生物修复是值得开发的。目前已知应用到偶氮染料废水降解的细菌有芽孢杆菌、微球菌、假单胞菌、新芽孢杆菌、狭养单胞菌、盐单胞菌、嗜水气单胞菌和缺氧芽孢杆菌等。

据报道，研究开发了一种嗜酸狭养单胞菌，假单胞菌和纤维素单胞菌三个细菌组成的联合体用于降解单偶氮染料，并对每个成员进行基因分析阐明了个体生物对染料降解和催化潜能。确立了以嗜酸狭养单胞菌，假单胞菌为降解主导地位，纤维素单胞菌为降解辅助地位的降解模型。有学者构建了包含生产锰过氧化物酶的巴利酵母菌和腐殖乳杆菌在内的新型酵母群，并确定其降解产物不是毒性芳香胺。此外，还有研究者构建了一个有效降解偶氮染料的嗜热微生物群落，厌氧芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、芽孢杆菌等微生物的协同作用可分泌偶氮还原酶和漆酶对偶氮染料进行有效脱色。同样，印度研究者在纺织废水中分离出两株嗜盐碱细菌分泌淀粉酶可成功对偶氮染料进行脱色。近期，有学者从纺织废水中分离得到一株旋氏单胞菌，可产偶氮还原酶，漆酶和NADH-DCIP还原酶，对偶氮染料普什安红具有良好的降解潜能。