白腐菌对焦化废水中喹啉的降解及机理研究_任大军

收稿日期:2005-02-16基金项目:教育部“973”预研项目,编号104250作者简介:任大军(1978-),男,吉林白山人,博士研究生。白腐菌对焦化废水中喹啉的降解及机理研究StudyonDegradationofQuinolineinCokingPlantWastewaterUsingWhiteRotFungi任大军1张晓昱2颜克亮2吴晓辉1陆晓华1(1.华中科技大学环境科学研究所武汉430074);(2.华中科技大学生命科学与技术学院武汉430074)摘要选用白腐菌BP降解喹啉,研究了白腐菌在不同培养基中对喹啉的降解过程和机理,以及喹啉的降解与白腐菌漆酶活力、生物量比增长速率、培养基pH值的关系。结果显示秸秆滤出液培养基中生长的白腐菌对喹啉具有最高的去除率89%;喹啉的相对去除率与白腐菌漆酶活力、生物量比增长速率具有较好的相关性;白腐菌BP最适pH为6～7;2-羟基喹啉是喹啉降解过程中首先出现的中间产物。关键词白腐菌焦化废水喹啉AbstractWhiterotfungus(BP)wasselectedtodegradequinoline.Theresearchincludedthedegradationprocessandmechanismofquinolineindifferentculturemediums,therelationsofdegradationofquinolinewithactivityoflaccase,thespecificincreaserateofbiomassandpHofculturemedium.Resultsshowedthat89%ofquinolinewasdegradedbywhiterotfungiintheculturemediumofstrawleachingliquid.Therelativedegradationrateofquinolinewasclosecorrelatedwiththeactivityoflaccase,specificincreaserateofbiomass.TheoptimalpHconditionforWhiterotfungus(BP)was6-7,2-OH-quinolinewasthefirstintermediateinthebiodegradationprocessofquinoline.KeywordsWhiteRotFungiCokingWaterQuinoline;焦化废水成分复杂,含有许多难以生物降解的芳香族有机物、杂环及多环化合物,生物处理比较困难,普通生化处理设施出水不能达到国家排放标准,而且出水中还含有较高浓度的含氮杂环芳香族有机物类难生物降解物质。在实际焦化废水中,有多种含氮杂环芳香族有机物共存,喹啉、吡啶等都是焦化废水中常见的含氮芳香族有机物。传统活性污泥法以及缺氧条件下的微生物都会受到抑制,专性菌也只能对其中一种物质有降解能力。而很多研究结果表明[1],白腐菌对芳香族环境污染物有非专一性降解现象,一种白腐菌可以降解数量众多的单基质或混合基质的芳香族环境污染物,而一种芳香族环境污染物也可以被多种白腐菌降解;焦化废水含氮量高、可生化性差、pH值变化大,这些条件使得其他微生物生长不好,但这些逆境却可以促进白腐菌降解芳香化合物酶系的产生和活性的提高[2];本实验研究了一株白腐菌BP对喹啉的降解,为焦化废水中难生物降解的含氮杂环有机物的去除提供一种思路。1实验方法与材料1.1白腐菌及培养基白腐菌BP,侧耳属。合成培养基:葡萄糖,酒石酸铵,KH2PO4,K2KPO4,MgSO47H2O,NaCl,CaCl22H2O,MnSO4H2O,FeSO47H2O,ZnSO47H2O,CuSO45H2O,VB1;土豆培养基:土豆,蔗糖;秸秆滤出液培养基:玉米杆粉,麸皮,棉粕。1.2白腐菌对喹啉的降解试验选择实际焦化废水中喹啉作为研究对象,配制—20—环境保护科学第32卷第1期2006年2月DOI:牨牥牨牰牳牥牫牤jcnkiissn牨牥牥牬牠牰牪牨牰牪牥牥牰牥牨牥牥牱浓度为1108mg/L的喹啉储备液。将10mL菌液接种到装有100mL培养基的250mL三角烧瓶,再取一定量喹啉备用溶液,将已接种菌液和降解物质的三角烧瓶放入摇床(150r/min),在25℃下进行降解试验。1.3检测项目及方法喹啉浓度的测定:采用Hitachi公司的HPLC(高效液相色谱)测定。喹啉浓度的测定条件:流动相为水(含1%醋酸)和甲醇(50:50,v/v),流速为0.6mL/min,检测波长为313nm,进样量为20uL。漆酶活力的测定:采用UV-754紫外分光光度计。以每mL降解液每min吸光度值增加0.001为一个酶活单位。2结果与讨论2.1不同培养基中