白腐真菌处理氯酚化合物的研究
2016-12-18赵丽红左晓丹赵文强左世昌
沈 悦 赵丽红 于 兴 左晓丹 赵文强 左世昌
(辽宁工业大学土木建筑工程学院 辽宁 锦州 121001)
白腐真菌处理氯酚化合物的研究
沈 悦 赵丽红 于 兴 左晓丹 赵文强 左世昌
(辽宁工业大学土木建筑工程学院 辽宁 锦州 121001)
本文以2-CP为氯酚类化合物的模型物,研究了白腐真菌糙皮侧耳在不同时间、不同温度、不同pH等环境因素对2-CP去除效果的影响。结果表明反应的最适合温度为35℃,最适合pH为4.0,在最佳条件下,2-CP去除率可达到96%。
白腐真菌;2-CP;糙皮侧耳;漆酶
氯酚(CPs)是具有环境毒性、三致作用(致癌、致突、致畸)的难降解有机物,被广泛用于木材的防腐剂、除草剂等,其中 2-CP、2,4-DCP、2,4,6-TCP和 PCP都是毒性很强的异型物质, 被美国环保局(USEPA)列入优先控制污染物的黑名单[1]。
处理环境中的氯酚污染物主要方法有物理化学法和生物法,生物法由于成本低,不产生二次污染而广受关注。白腐真菌是担子菌纲的一类丝状真菌, 能分泌多种胞外酶降解各种不同的持久性有毒污染物质, 是一种高效的生物降解菌种, 所以应用白腐真菌生物技术降解具有毒性和抗降解性的氯酚具有重要意义[2],目前用白腐真菌技术治理受氯酚污染的环境已成为研究热点。
1 实验材料与方法
1.1 实验材料与仪器
菌株:白腐真菌糙皮侧耳(本实验室保存菌种)。
其他材料:2-CP,ABTS,土豆,琼脂,葡萄糖,硫酸铵,磷酸二氢钾,硫酸镁,维生素B1。
实验仪器:紫外-可见分光光度计,立式压力蒸汽灭菌器,振荡培养箱,电子分析天平,恒温培养箱。
1.2 实验方法
1.2.1 培养基
(1)土豆培养基
土豆提取液200g·L-1;葡萄糖20.0 g·L-1;KH2PO43.0 g·L-1;MgSO4⋅7H2O 1.5 g·L-1;VB10.02 g·L-1;pH=6.0,用于菌株的培养。
(2)无机盐培养基
葡萄糖20 g·L-1,(NH4)2SO40.5 g·L-1,KH2PO42 g·L-1,MgSO4·7H2O 0.5 g·L-1,VB10.02 g·L-1,用于降解体系。
1.2.2 氯酚含量测定
采用紫外-可见分光光度计测定。
1.2.3 酶活测定
取 1ml酶样,将酶样用等体积的醋酸钠缓冲溶液(pH 4.6)稀释,最后加入1ml 0.5mmol⋅L-1ABTS,混合均匀,在30℃的恒温培养箱中反应5min,在420nm条件下测量吸光度的变化;定义每分钟氧化1μmolABTS所需要的酶量为1个漆酶活力单位[3]。
1.2.4 菌株降解氯酚研究
白腐真菌在灭菌后的无机盐培养基中加入30mg/L的2-CP溶液,将配制的溶液分别倒入300 mL 锥形瓶中,接入驯化后的菌丝,在摇床恒温振荡培养,摇床转速为150 r/min,定时测量降解过程中的酶活。
2 结果与讨论
2.1 氯酚去除率随时间的变化规律
氯酚浓度为30mg/L,在菌体生长3d,形成一定量菌丝体后再加入2-CP,研究2-CP去除率随时间的变化关系。
由图1可知,2-CP去除率随着时间延长逐渐增加,最后达到平衡状态,之后尽管时间延长,但是去除率没有发生很大变化;在加入氯酚后前4d氯酚去除速率较快,之后降解速率趋于缓慢,最后达到稳定状态。
2.2 反应温度对2-CP去除率的影响
在20-60℃之间研究白腐菌对2-CP的去除效果,如图2所示,由图可以看出25-45℃时,漆酶对2-CP的去除效果较好,表明漆酶在这个温度范围可保持较高的活性。在35℃时去除效果最好,可达到93.8%。
图1 2-CP去除率与时间的关系
图2 温度对2-CP去除率的影响
2.3 pH值对2-CP去除率的影响
在pH2-8之间研究白腐菌对2-CP的去除效果,如图3所示,由图可以看出pH值在3-5之间,漆酶对2-CP的去除效果较好,在pH值为4时去除效果最好,可达到96%。
图3 pH对2-CP去除率的影响
3 结语
(1)白腐真菌菌株对2-CP有良好的去除作用,随着反应时间的延长而增大。
(2)白腐真菌菌株对2-CP去除的最佳温度和pH是35℃和pH4,在最佳条件下,2-CP去除率可达到96%。
[1]姜梅,牛世全,展惠英, 等.氯酚类化合物的微生物降解研究进展[J].应用生态学报,2003,14(6):1003-1006.
[2]李君敬, 刘惠玲, 程修文. 氯酚废水处理方法研究进展[J]. 工业水处理, 2013, 33(9): 1-5.
[3] Niku-Paavola M L, Raaska L, Itavaara M. Detection of white rot fungi by a non-toxic stain[J]. Mycol Res, 1900, 94: 27-31
2015年辽宁省大学生创新创业训练计划项目(0590)辽宁工业大学2015年大学生创新创业训练计划项目(201501093)。
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1007-6344(2016)03-0267-01
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