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产电微生物在染料废水生物降解中的应用综述_图文

— 364 — 肖 江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 12 期 J] . 江苏农业科学, 2012 , 40 ( 12 ) : 364 - 367. 翔, 曹丹鸣, 吴勇民, 等. 产电微生物在染料废水生物降解中的应用综述[ 产电微生物在染料废水生物降解中的应用综述 肖 1, 2 1 2 2 2 1, 2 翔 ,曹丹鸣 ,吴勇民 ,王明娜 ,马晓波 ,杜道林 ( 1. 江苏大学现代农业装备和技术教育部重点实验室, 江苏镇江 212013 ; 2. 江苏大学环境学院, 江苏镇江 212013 ) 摘要: 生物修复技术是环境友好 、 经济可行的染料废水处理方法 。产电微生物所具有的非特异性降解能力, 使其 电子递质的作用以及不同 在实际染料废水的生物处理中具有重要的应用潜力 。介绍了产电微生物的染料降解机理 、 条件对染料降解的影响, 为进一步研究产电微生物的实际应用提供参考 。 关键词: 产电微生物; 染料; 生物降解; 电子传递 中图分类号: X703 文献标志码: A 文章编号: 1002 - 1302 ( 2012 ) 12 - 364 - 04 我国是一个纺织工业大国。 伴随着纺织产品的大量生 产, 众多的印染工厂排放了大量的纺织废水。 其中印染废水 排放量占纺织工业废水排放总量的 80% 。 未经充分处理的 染料废水的大量排放已经对我国的地表水和地下水造成了严 重污染, 不但影响水体的观赏性, 而且对环境造成了潜在的危 [1 - 2 ] 。对印染废水的有效治理是当前我国所面临的一个 害性 重要社会和环境问题。 目前对印染废水的处理主要通过物 理、 化学等方法进行, 但是这些处理方法的成本高、 能耗大、 条 件苛刻以及经济可行性较差等不足, 严重限制了印染废水处 高效、 环保 理中的实际应用。生物法降解染料废水具有廉价、 等诸多优势而日益受到关注 [3 ] 境, 直接与胞外电子受体接触, 或者通过电子递质( 人工添加 或微生物自身代谢产生) 的间接作用将电子转移给电子受 进行异化厌氧呼吸的微生物。 目前针对产电微生物的研 体, 究大多集中于微生物燃料电池( MFC ) 。 研究证实, 染料是可 以通过 MFC 进行电化学还原。 位于阳极室的产电微生物将 然后电子通过外电路转移到阴极, 并在阴极 电子传递到阳极, 。 我们前期研究发现, 室以染料作为电子受体将其还原 MFC 中所富集的产电微生物具有直接脱色降解染料的能力 。 近年研究发现, 包括偶氮、 三苯甲烷、 蒽醌、 金属复合染料等多 种类型的染料都能被产电微生物直接还原降解。 产电微生物对染料的非特异性降解是一种新型的染料降 解机制。目前相关机理研究正在逐步深入。以典型产电微生 阐述产电微生物对染料的非特异性 物 Shewanella 菌为代表, 降解过程, 介绍电子递质以及不同环境因素对染料降解效率 的影响, 为深入开展产电微生物在实际染料废水生物处理中 的应用研究提供理论参考。 1 产电微生物的染料降解机理 [6 - 7 ] 。 通常微生物会针对特定的 [4 - 5 ] 污染物, 通过自身合成特异性的降解酶进行生物降解 。 但是这种生物降解过程的特异性太强, 制约了对实际混合废 。 水的处理效果 近年来, 产电微生物所具有的非特异性降解 能力受到了广泛的关注。 产电微生物( electricigens ) 是一类可以利用多种有机物 做碳源, 通过自身呼吸作用, 将代谢产生的电子释放到周围环 收稿日期: 2012 - 08 - 30 30970556 ) ; 江苏大学 基金项目: 国家自然科学基金( 编号: 20907050 , 09JDG020 ) 。 科研启动基金( 编号: 10JDG126 , 作者简介: 肖 翔( 1979 —) , 男, 江苏镇江人, 博士, 讲师, 主要从事环 境微生物研究。E - mail: xiaox@ ujs. edu. cn。 通信作者: 杜道林, 博士, 教授, 博士生导师, 主要研究方向为污染生 态学。Tel: ( 0511 ) 88790955 ; E - mail: ddl@ ujs. edu. cn。 在通常的染料生物降解过程中, 特异性还原酶发挥着重 [5 ] Pseudomonas luteola[8] 、 Esche要作 用。 例 如 Kocuria rosea 、 [9 ] [10 ] richia coli 、 Pigmentiphaga kullae K24 等菌株对偶氮染料 Shewanella 的降解都涉及特殊的偶氮还原酶。 近期研究表明, 菌对染料的脱色并不依赖于偶氮还原酶的催化, 而是通过细 胞表面非特异性的电子释放介导染料降解。 Hong 等发现, Cu2 + 、 标桩菌素、 双香豆素、 甲吡酮均能够 [ 8] Levan A, Fredga k, Sandberg A A. Nomenclacture for centromeric position on chromosomes[ J] . Hereditas, 1964 , 52 ( 2 ) : 201 - 220. [ 9] Stebbins G L. Chromosomal evolution in higher plants[M]. London: Addison - Wesley, 1971. [ 10] 时丽冉, 李会芬, 高汝勇, 等. 蜀葵染色体数目及核型分析[J]. 2009 ( 5 ) : 173 - 174. 江苏农业科学, [ 11] . 农业网络信 乔永刚, 宋芸. 利用 EXCLE 制作核型模式图[J] 2006 ( 10 ) : 97 - 98. 息, [ 12] 刘永安, 冯海生, 陈志国, 等. 植物染色体核型分析常用方法概 J] . 贵州农业科学, 2006 , 34 ( 1 ) : 98 - 102. 述[ [ 13] . 生物学杂志, 吴甘霖. 核型分析

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