实验室现有真菌的染料降解性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着纺织业、造纸业、印染业和食品与化妆品等工业的飞速发展，染料废水已成为当今最重要的水污染原因之一。这类废水色度深、bod和cod值较高、毒性大、成分复杂多变。由于人工合成的染料能够抵抗光、热、水、许多化合物和生物攻击，因此它们很难被常规的污水处理系统所降解。其中80%以上的染料为含偶氮键、多聚芳香环的复杂有机化合物，化学稳定性强，具有致癌、致畸、致突变的三致作用。因此，寻找和筛选能够降解和吸附染料的微生物并研究其机理，成为当今环境微生物领域的热点。

人工合成的染料按其化学结构大致分为偶氮染料（－n=n－）、芳甲烷染料（包括二芳甲烷和三芳甲烷染料）、硝基和亚硝基染料和杂环染料、蒽醌（a/q）染料（含蒽醌结构）、靛系染料（如靛蓝）、硫化染料（含硫结构）、酞箐（pc）染料（含酞箐结构）、多甲川染料（箐系染料，分子共轭体系中含－c＝c－）这几类。染料具有牢固的颜色耐抗性，并且可溶于水或有机溶剂。其作用原理是染料分子与着色物分子有选择性地结合而使物体着色。

当今染料废水的突出问题体现在色度和难降解有机物的去除等方面。因此,脱色和降解就成了染料废水处理的当务之急。染料废水的处理方法主要有物理法（包括吸附法、膜技术、混凝法和萃取法等）、化学法（包括氧化还原法、电解法、fenton法和光降解法等）和生物法（微生物处理法、好氧法和厌氧法）。其中活性炭吸附法对于去除水中的可溶性物质具有显著效果，例如阎存仙就研究了粉煤灰对活性染料、酸性染料、阳离子染料等废水的吸附脱色能力。但是它再生困难、成本高，因此应用面窄，一般仅用于低浓度废水处理。20世纪后期,随着结构改良的离子交换树脂、吸附树脂和复合功能树脂的成功研制，树脂吸附法被广泛应用于化工废水的治理与资源化。但是在染料废水处理方面的研究和应用相对不是很多。矿物、废弃物吸附法中吸附剂吸附饱和后如何处置是有待解决的难点。膜分离技术用于印染废水处理具有能耗低、工艺简单、不污染环境等特点。例如吴开芬则利用超滤法处理含靛蓝废水,可使染料的浓溶液直接回用,透过液可作为中性水再利用；冯冰凌等采用壳聚糖超滤膜处理印染废水,cod去除率可达80%左右,脱色率超过95%；郭明远等自制了醋酸纤维素(ca)纳滤膜,结果表明,ca纳滤膜可用于活性染料印染废水的处理和染料回收。但是膜分离技术由于浓差极化、膜污染及膜的价格较贵,更换频率较快,使处理成本较高,从而严重阻碍了膜分离技术的更大规模的工业应用。电催化氧化技术降解染料走向实用化的关键是研究出具有高效催化性能的电极材料,提高电极材料的催化性能,提高电流效率、弱电极极化以降低能耗是今后的主攻方向。总而言之，传统的物理化学方法的主要缺陷在于成本高、效率低、容易产生二次污染物和无法进行大规模的利用。而生物法具有成本低、效率高、绿色环保、环境友好、运行管理方便等优点，是目前应用最广泛的废水处理技术。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

技术要求：学会菌种培养、菌种对染料的脱色机理实验、培养基及培养条件优化等

设计条件：近年来，染料废水污染受到广泛关注，主要原因是染料成分或中间体威胁到生命，且使水着色。处理方法分为物理方法、化学方法和生物处理，其中生物处理由于其成本的优势，特别得到青睐。生物染料降解是解决环境中染料污染的一种方法，目前文献中可降解染料的菌大多为真菌，且能降解纤维素。大多数真菌有降解纤维素的能力，只是产纤维素酶量有差异，对染料脱色的能力和机理不同。故本次实验的目的是分析实验室现有真菌对纤维素降解能力，分析对几种染料的脱色和降解能力。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

我们将实验室现有真菌通过菌种斜面活化、培养，首先筛选能够对某一染料具有降解能力的真菌，即判断其是否具有降解纤维素的能力；然后将其分别对应接种到含有不同染料的培养平板进行培养，通过测量透明圈大小筛选综合降解能力较好的真菌，即判断其对染料的降解能力大小；最后进一步通过单因素分析和响应面分析等方法对其培养条件进行优化。通过数据分析找出较好的真菌，利用仪器分析其脱色机理，并优化脱色条件。

实验步骤：

4. 参考文献

[1]谭国民，柳荣展，李群，石宝龙．白腐菌对染料废水脱色及降解的研究[j]．中国造纸学报，2003，1(18)：127-130

[2]高大文,文湘华,钱易．不同培养方式对白腐菌降解染料体系抑杂菌效果的影响[j]．清华大学学报，2005．45(12)：1625-1628

[3]张晓昱，颜克亮，王宏勋.稻草秆粉基质中白腐菌对三苯甲烷类染料的降解特性[j].应用与环境生物学报，2006,2(2):255-258

5. 计划与进度安排

1、2022年12月22日2022年3月1日查阅文献，根据任务书书写开题报告，制定实验方案，翻译外文文献；

2、2022年3月2日2022年3月16日实验室现有真菌斜面活化；

3、2022年3月17日2022年3月31日各真菌纤维素降解能力分析；