微生物法降解偶氮染料开题报告

随着时代的发展，科技进步，世界各国的工业化水平也呈现出飞速发展的趋势，随之而来的工业废水和生活废水的排放，也对生态环境产生了不小的影响。其中工业废水成为了水体污染最主要的因素，水中的一些有毒物质，给不同的生物的带来了程度不同的影响，对人类的健康和生活带来的不小的威胁。在这其中，印染行业排放的废水由于其具有较高的COD，不稳定的水质，较高的碱性，较大波动的水量，不易被生化降解等因素，成为了工业废水首当其冲的难题。

染料中含有偶氮基—N=N—的都称为偶氮染料。偶氮是染料中形成基础颜色的物质，如果摈弃了偶氮结构，那么大部分染料基础颜色将无法生成。目前所使用的染料里，偶氮染料是使用最多最广泛的合成染料之一。偶氮染料多应用于合成纤维的染色和印花，除此之外，油漆，塑料，橡胶的染色也多会使用偶氮染料。有少数偶氮结构的染料品种在化学反应分解中可能产生以下二十四种致癌芳香胺物质，属于欧盟禁用的，但是并非所有的偶氮结构的染料都被禁用。受禁的只是经还原会释出法例指定的24种芳香胺类的偶氮染料，约有130种。这些受禁偶氮染料染色的服装或其他消费品，被人长期呼吸或者与皮肤长期接触的话，就会与代谢过程中释放的成分混合并产生还原反应形成致癌的芳香胺化合物，人体会吸收这些有害物质，经过一系列活化作用使人体细胞的DNA发生结构与功能的变化，成为人体病变的诱因。

甲基红（Methyl red chloride）作为最简单的偶氮染料，甲基红是一种紫红棕色的粉末，几乎不溶于水，易溶于乙醇和乙酸。甲基红的分子式为C₁₅H₁₅N₃O₂；分子量为269.3；熔点为178-182℃；甲基红由邻氨基苯甲酸重氮后，与N，N-二甲基苯胺反应得来。乙醇溶液经长时间保存后，可因羧基起酯化作用而使灵敏度显著降低。甲基红最大吸收波长410nm，可用于原生动物活体染色。酸碱指示剂测定甲基红时，pH变色范围4.4（红）～6.2（黄）。甲基红与溴甲酚绿和亚甲基蓝组成混合指示剂以缩短可变色域和提高变色的敏锐性。

氧化法处理偶氮染料甲基红废水是一种常用的化学法处理法，原理是利用氧化剂氧化染料分子，从而使染料的分子结构遭到破坏，从而使得染料废水得到无色和无毒的结果。主要的氧化法处理的方法有光催化氧化法和臭氧氧化法。首先光催化氧化法，它的原理是利用TiO₂等催化剂来氧化有机物。而臭氧氧化法的原理是由于O₃具有很强的氧化力，偶氮染料可被直接或间接降解。直接降解是因为有机物的双键被臭氧氧化，使有机物被降解。间接间接法是因为臭氧氧化会产生自由基，而自由基会参与到有机染料的降解过程中去，从而达到脱色和降解的目的^[7]。

电化学法也是降解偶氮染料甲基红常用的及技术，主要的方法是电絮凝法。电絮凝法主要是利用金属阳极氧化形成金属离子，从而形成相应的氢氧化物来进行吸附还有凝絮作用，从而使废水中的杂质结合形成絮状物；而在阴极会形成气泡，附着在絮状物上，使得其漂浮在水面上，称为气浮过程。最后，在外加电场的作用下，杂质会被氧化成水和二氧化碳等小分子。

混凝法处理偶氮染料也是一种常见的处理方法，在染料废水中加入适当的混凝剂，使污水中小的颗粒汇聚成较大的颗粒，最后经过沉降作用使得杂质被分离出去。这是一种常用的污水脱色的方法，可是这种方法的短板也非常明显，成本高，处理程度也没有其他方法高，对于甲基红染料废水，只是能达到脱色的水平，但是处理后的印染废料中还是存在大量的甲基红，所以混凝法常用来作为印染废料处理的前面步骤，之后还要再进行进一步的处理。

随着印染、纺织等行业的迅速发展，染料废水逐年增加，其中偶氮染料废水产量最大。污水处理的方法有物理法，化学法，生物法。生物法被认为是目前最有前景的一种废水处理法，然而生物处理法的关键是选取出高效的降解微生物来处理污水。到目前为止有大量的偶氮染料脱色微生物从各种环境中被分离出来，而甲基红降解的有效菌株很少被发现。

生物降解偶氮染料主要的问题是高效菌株的获得，此菌株能降解偶氮染料获得无毒性的代谢产物为最佳。此课题的目的是分析文献中各种降解偶氮染料的方法，比较代谢物毒性，总结哪些菌株比较合适、产生的毒性小，培养方式如何等，并设计实验，提出自己的观点。

探讨方法：

选择近年来国内外权威杂质或者文献等经行阅读分析，大量记录不同菌种降解偶氮染料的代谢物以及代谢物毒性分析，以及分析代谢物毒性的方法。并将不同的菌种和各自的代谢物毒性进行分类，然后自己总结归类，并且从中发现不足，提出自己的看法，完成论文的撰写。

撰写步骤：

1) 收集相关文献；

2) 阅读文献，分类总结；

3)撰写文献，按照菌种种类，降解机理，毒性分析方法的顺序撰写；

4) 分析存在不足和问题

5) 提出自己的看法和解决方案

6) 结合苏州实际提出一种解决方案

7)展望未来

实验步骤：

1) 建立诱变流程；

2) 预实验，修改诱变流程；

3) 正式实验，采用亚硝基胍、硫酸二乙酯、紫外线等复合诱变；

4) 筛选：在含甲基红平板上筛选透明圈出现较早，且透明圈较大的菌株

5) 做3轮以上实验，验证是否是甲基红降解菌

6) 保存菌株

7) 发酵培养，分析代谢产毒性d，并与出发菌株比较

8) 优化甲基红含量、碳源等培养条件

9) 收集实验结果，分析数据，完成毕业论文的书写。

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