专利名称：：一种利用超导强磁场强化微生物降解偶氮染料的方法
技术领域：
：本发明涉及一种利用超导强磁场强化微生物降解偶氮染料的方法，属环境工程
技术领域：
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背景技术：
：人工合成有机染料名目繁多且结构复杂，尤其是偶氮染料，其结构中大多含有偶氮双键与两个或以上苯环，与自然界本身存在的有机物在结构、性质方面都存在明显差异，因此自然界的微生物无法直接或间接利用其作为碳源、能源或氮源，对其无利用能力或利用能力较低，这就使得它们的降解处理非常困难，即可生化性很差甚至为零。同时，偶氮染料还具有潜在的三致效应(致畸、致癌、致突变)，对环境和人类健康都有严重危害。目前，对人工合成有机染料的降解处理方法很多，包括物理法如气浮、超声波处理及磁分离等、化学法如混凝法及高温氧化、臭氧氧化、光催化氧化、(纳米)零价铁还原、电化学方法等，物理化学法如膜分离、吸附及萃取等，另外还有纳米Ti02复合光催化方法等，这些方法虽都比较有效，处理效果很好且所需时间短，但处理成本通常较高，且容易造成二次污染。传统的生物处理法如活性污泥法、膜生物处理法等虽都成本较低，且无二次污染，但由于合成有机染料尤其是偶氮染料的可生化性差，不能被传统的微生物完全降解，且生成的中间产物往往毒性较大，或具有致癌性，如苯胺。因此，采取适当措施来强化微生物对合成有机染料的利用能力，是解决合成有机染料降解处理的新方法。
发明内容本发明的目的在于提供一种利用超导强磁场强化微生物降解偶氮染料的方法。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案一种利用超导强磁场弾化微生物降解偶氮染料的方法，其特征在于该方法采取以下工艺从未被合成有机染料污染的土壤中筛选出对偶氮染料有脱色能力的菌株G，置于4.012.0T超导强磁场中强化，磁场作用时间为1060min，然后将其扩大培养，得到强磁场作用后的菌株HG，将菌株HG制成菌液；然后按菌液与偶氮染料溶液的体积比为1:51:1混合，偶氮染料溶液的浓度为50200mg/L,混合液再用无菌水稀释至适量体积，静置条件下进行偶氮染料降解脱色。上述的利用超导强磁场强化微生物降解偶氮染料的方法，其特征在于经超导强磁场强化微生物后，同样菌液量时达到95%脱色率所需的时间縮短为原菌株的50%以下，最大反应速率提高了1.5倍，达到最大反应速率所需的时间縮短为原菌株的80%。本发明方法是提供一种利用超导强磁场O1.0T)强化微生物利用污染物能力的方法，从而使微生物能对合成有机染料进行快速、有效的降解。其可能的强化机理为-(1)提高了菌株还原酶系统的活性，不仅表现在对合成有机染料本身的代谢加速，也表现在对其代谢中间产物的利用加速；(2)改变了菌株细胞膜的通透性，使得合成有机染料或其代谢中间产物更容易进入菌株体内而被降解。偶氮染料可生化性很差，是染料废水中最难降解的染料之一，本发明方法对偶氮染料降解非常有效，因此，可用于染料废水中偶氮染料的降解。具体实施方式现将本发明的实施例叙述于后实施例l从未被合成有机染料污染的土壤中筛选出一株对酸性红B(ARB，一种典型的偶氮染料)有脱色能力的菌株Gl，置于强磁场中作用，磁场强度及作用时间分别为6.0T/30min、8.0T/15min、8.0T/30min，然后将强磁场作用后菌株扩大培养，得到强磁场作用后的菌株HGla、HGlb、HGlc(见表l)。表l不同磁场强度及作用时间下得到的强化微生物<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>将原菌株Gl与磁场作用后菌株HGlx(HGla、HGlb、HGIc)分别制成实验菌液(以550nm波长下吸光度校准浓度)，分别取2mL、4mL、6mL、8mL、lOmL的Gl或HGlx(x=a、b、c)菌液与lOmL100mg/L的ARB溶液混合，混合液再用无菌水补足至20mL，也就是G1或HGlx菌液量分别为10%、20%、30%、40%、50%，在静置条件下进行降解脱色试验。试验结果见表2:表2菌株在不同菌液量时达到95%脱色率时所需时间<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>试验结果表明，经6.0T/30min、8.0T/15min、8.0T/30min的强磁场作用后，1050%菌液量时达到95%脱色率所需的时间都逐渐縮短，10%菌液量时，达到95%脱色率时所需时间由原菌株的>8h逐渐递减为HGla的8h,HGlb的6h,HGlc的5h(测定间隔为一小时)；20%菌液量时，达到95%脱色率时所需时间由原菌株的5h逐渐递减为HGla的4h,HGlb的3h,HGlc的2h。磁场作用后菌株HGlx在30%及以上菌液量时在3小时以内都达到95%脱色率。实施例2从未被合成有机染料污染的土壤中筛选出一株对酸性红G(ARG，典型的偶氮染料，其可生化性较ARB更差，几乎为零)有一定脱色能力的菌株G2，置于10.0T强磁场中作用30min，然后将其扩大培养，得到强磁场作用后的菌株HG2。同实施例l，将原菌株G2或HG2制成实验菌液，分别取15mL、25mL、35mL、45mL的G2或HG2菌液与50mL100mg/L的ARG溶液混合，混合液再用无菌水补足至100mL,也就是G2或HG2菌液量分别为15%、25%、35%、45%，静置条件下进行降解脱色试验。将脱色速率曲线用Matlab软件进行数据拟合，得到拟合方程y=Aexp[-exp(k(tc-t))]....................................(1)式中，y为瞬时脱色率；A为最大脱色率；k为脱色速率常数(h");t。为达到最大脱色速率的时间(h);t为脱色时间(h)。式(1)求一阶导数得到最大脱色速率Vma^Ak/e。G2与HG2的脱色速率参数见下表表3G2与HG2的脱色速率参数<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>试验结果表明经10T/30min强磁场作用后，HG2对ARG的最大降解速率V,提高了约1.5倍，达到最大降解速率所需的时间te减少为原菌株的80%左右。权利要求1.一种利用超导强磁场强化微生物降解偶氮染料的方法，其特征在于该方法采取以下工艺从未被合成有机染料污染的土壤中筛选出对偶氮染料有脱色能力的菌株G，置于4.0～12.0T超导强磁场中强化，磁场作用时间为10～60min，然后将其扩大培养，得到强磁场作用后的菌株HG，将菌株HG制成菌液；然后按菌液与偶氮染料溶液的体积比为1∶5～1∶1混合，偶氮染料溶液的浓度为50～200mg/L，混合液再用无菌水稀释至适量体积，静置条件下进行偶氮染料降解脱色。2.如权利要求1所述的利用超导强磁场强化微生物降解偶氮染料的方法，其特征在于经超导强磁场强化微生物后，同样菌液量时达到95。/。脱色率所需的时间縮短为原菌株的50%以下，最大反应速率提高了1.5倍，达到最大反应速率所需的时间縮短为原菌株的80%。全文摘要本发明涉及一种利用超导强磁场强化微生物降解偶氮染料的方法，其特征在于该方法采取以下工艺从未被合成有机染料污染的土壤中筛选出对偶氮染料有脱色能力的菌株，置于4.0～12.0T超导强磁场中强化，将菌株扩大培养后制成菌液；按菌液与偶氮染料溶液的体积比为1∶5～1∶1混合，静置条件下进行脱色。经超导强磁场强化微生物后，达到95％脱色率所需的时间缩短50％以下，最大反应速率提高了1.5倍，达到最大反应速率所需的时间缩短20％。本发明方法可用于染料废水中偶氮染料的降解。文档编号A62D3/02GK101239229SQ20081003241公开日2008年8月13日申请日期2008年1月8日优先权日2008年1月8日发明者刘仲哲,汪烨蕊,星胡,董海燕,冉许申请人:上海大学