中文译文-白耙齿菌生物转盘反应器对印染废水的生物降解和解毒能力.doc

1、外文翻译 题目1：Electro-peroxone法处理二号橙染料废水 题目2：白耙齿菌生物转盘反应器对印染废水的生物降解和解毒能力外文翻译之二Biodegradation and detoxication potential of rotating biological contactor (RBC) with Irpex lacteus for remediation of dye-containing wastewater作者：Katerina Malacho，Zuzana Rybkova，Hana Sezimova，Jiri Cerven，Cenek Novotny国籍：CzechRe

2、public出处：Water Research白耙齿菌生物转盘反应器对印染废水的生物降解和解毒能力作者：Katerina Malacho，Zuzana Rybkova，Hana Sezimova，Jiri Cerven，Cenek Novotny国籍：捷克共和国出处：Water Research摘要：尽管具有重大的意义，利用真菌微生物构成的生物转盘(RBC)对工业废水进行生物降解到目前为止受到限制。本文的目的是调查白耙齿菌生物转盘对工业染料和纺织染料溶液的脱色和解毒效率。难降解染料亚甲蓝(150mg/L)在70内脱色，其诱变性消失，且生物毒性降低超过10倍。用生物培养基分别将分散染料和活性染料

3、调节至pH4.5和稀释5倍，白耙齿菌生物膜在生物转盘中26到47内使其完全脱色。在独立的检测中它们各自的生物毒性值分别降低10至104倍。由费氏弧菌、青萍和白芥子组成的检测电池对纺织染料和废水的检测是非常有效的。证明白耙齿菌生物膜构成的生物转盘具有强大的脱色和解毒能力。关键词：液体纺织染料；染料脱色；遗传毒性；生物毒性；生物转盘；白耙齿菌1 引言纺织工业产生大量的染料废液，这些废液在污水处理厂中很难被去除且对水生生物有消极的影响。染料对细菌，原生动物，水生动物，植物和哺乳类动物的生物和遗传毒性已经有了广泛的记录(Gottlieb etal.，2003；Soni etal.，2006)。由于各种

4、各样的染料，退浆及精炼剂，清洁剂，整理剂和无机盐，印染废水的水质变化非常大，并且具有毒性(Dubrow etal.，1996)。因此，废水的脱色和解毒都需要进行修复。用木质素降解真菌对染料解毒是一种有效方法，处理成本低并且对环境友好，但是其处理效率较低(e.g.Knapp etal.，2008)。利用各种各样的真菌也可以大量化学成分不同类型的稳定染料(e.g.Singh，2006)。亚甲蓝(CAS No.61-73-4)，一种杂环吩噻嗪染料，作为皮革染料和纺织原料被广泛应用。其脱色强烈地依赖于真菌的培养条件和各种木质素降解真菌的效率，有很大的变化(Tychanowicz etal.，2004；

5、etc.)。在液体和固体培养各种木质素降解真菌，通过细菌和好氧活性污泥有部分的弱脱色性(e.g Maetal.，2011)。厌氧污泥能够消除让聊，但是由于空气的再氧化只能做到很低的色度去除效果(Ong etal.，2005)。亚甲蓝(MB)的更广泛的不利影响包括眼睛损伤、呼吸困难、高铁血红蛋白白血症、抑菌和杀菌活性，并且对水生植物、甲壳类和鱼类有显著毒性 (Wainwright et al., 1999 etc. )。由于持久性和毒性，亚甲蓝(MB)被选作本研究染料工业废水模型用于测试白耙齿菌生物转盘反应器对染料和纺织废水的脱色和解毒效率。生物转盘反应器的间歇或连续操作模式在生物修复工业废水中

6、的优点在于其单位体积表面积大，低能耗和有限的流量堵塞(Anderson, 1983)。木质素降解真菌构成的生物转盘表现良好，由很少的真菌菌株组成，但是目前为止只有进行了很少的研究(e.g. Guimaraes et al., 2005; Axelsson et al., 2006)。而白耙齿菌在这种类型的反应器中的生物降解能力和解毒能力并没有得到彻底的调查。污染物的生态毒性通常进行标准毒性试验，也饿就是细菌、甲壳类，藻类和种子发芽试验。例如，费氏弧菌生物光测试被用来测量变色栓菌(Ramsay and Nguyen, 2002)降解各种纺织染料或粪肠球菌和丁酸梭菌厌氧脱色活性黑5过程中形成的有毒

7、产物(Gottlieb et al., 2003)毒性的减少或增加。测试用的水蚤用于检测用简青霉获取的酞菁和偶氮染料或者用辣根过氧化物酶处理过的纺织原料液的联合脱色解毒(Bergsten-Torralba et al., 2009)。通过埃姆斯试验测试活性污泥和静态培养的白耙齿菌两阶段处理活性橙16和分散蓝3染料后诱变性的减少情况。我们研究的目的在于探讨白耙齿菌在生物转盘反应器中对亚甲蓝(MB)和两种不同纺织染料混合液或者分散染料的反应测试其脱色和解毒效率。在处理过程中生物毒性的变化测量是使用标准的细菌和工厂测试，而遗传毒性的变化利用埃姆斯试验测定。2 材料与方法2.1化学试剂染料原料从INO

8、TEX a.s.，Czech Republic获得。废水I包含Sumifix Black B 150%(活性黑5)(9.82g/L)，Inosin Yellow V-GR 160% (活性黄15)(2.47 g/L)，NaCl(75g/L)和定影染料Texalkon MS(7.87 g/L)。废水II包含Itosperse Yellow RAP dye mix(5.47 g/L)，Itosperse Red RAP dye mix(3.75 g/L)，Itosperse Blue RAP dye mix(2.47 g/L)，分散剂Nicca Sunsolta RF-557(1 g/L)和醋酸(

9、0.3ml/L)。麦芽膏和琼脂从Oxiod，UK采购；分散蓝3和亚甲蓝染料从Sigmae Aldrich，Czech Republic获得。其它化学药剂均采用分析纯。2.2微生物白耙齿菌931由布拉格ASCR微生物协会担子菌菌种保藏库提供，使用2%琼脂培养基培养。2.3生物转盘反应器生物装盘反应器由一个玻璃容器和由六个1厘米厚聚氨酯泡沫塑料（PUF）盘（转盘直径8厘米，转速2rpm，盘浸渍体积40%）组成的水平轴构成。实验在无菌的MEG培养基（每公升含5克麦芽糖，10克葡萄糖，pH4.5）中进行，环境温度22并进行强制曝气。无菌PUF转盘水平放置在MEG和在28下，经过7日静态培养的均浆（Ul

10、tra-Turrax T25 mixer，IKA Werk，Germany，20s）中（接种液体积比10%）。该圆盘用于定植真菌（7天，28），然后在无菌条件下安装在溶解了150mg/L分散蓝3或者亚甲蓝染料（表示各染料浓度为0.47和0.56毫摩尔每升）的1公升MEG培养液中。其脱色测定分光光度法的测定波长分别为645nm和505或580nm。废水I和废水II分别调整pH至4.5，并用5倍的MEG培养液稀释。其脱色效果测定其分别在575nm和425nm下的最大值。圆盘上的真菌生物量用重力法测定实验结束后的干生物量。2.4生物毒性试验急性生物毒性是用利用生物发光细菌，水生植物生长和种子发芽的端

11、点估计。费氏弧菌发光抑制作用的测定(ISO 11348-3,2007)在曝光30分钟后使用LUMIStox300光度计测定(Hach-Lange Dusseldorf，Germany)。浮萍试验(ISO/CD 20079，2005)确定复叶的生长抑制状态，曝光时间为7天。白芥子的药害试验(ISO 11269-1，1993)确定曝光3天后的根生长抑制状态。如果发芽率控制在90%则认为该试验是有效的。通过使用线性模型评估终产物的刺激作用。积极的毒性作用对负面评价的测试控制只包含培养基。完全控制使用ISO标准推荐的有毒物也进行测定个体敏感性的试验。在测试中，使用EC50或IC50值进行计算，并表示为

12、所述稀释试样在相应的试验中用来从反应器中出去原来的未稀释样品的体积百分数的稀释因子的对数。这使我们能够比较EC50和IC50值的降解前后的变化。2.5诱变（埃姆斯）试验诱变性的测定使用一种基因转移的鼠伤寒沙门氏菌生长分析使用有或没有体外代谢活化的S9微粒和辅助因子混合物(OECD Test No.471，1997)。营养型缺陷菌株TA100和TA98分别被用于检测碱基置换突变和移码突变。诱变活性表示为处理过式样中获得的生长菌株(Rt)数量与对照试样中获得的生长菌株的数量比。诱变性指数以Rt/Rc表示，并且数值增加两倍被认为是有意义的。诱变的潜在性以诱变相关的测试化合物的浓度表示，单位以微克计。

13、每个试验至少重复三次，结果使用SALM软件进行计算(Broekhoven and Nestmann, 1991)。3 结果与讨论3.1染料模型的脱色与解毒分散蓝3的脱色效果被作为预测试新生长的白耙齿菌生物膜填料生物转盘反应器对于难去除染料化合物的能力，真菌对分散蓝3的脱色和解毒作用已经被报道过。(Malachova etal.，2006)。染料在25天内完全脱色（数据不显示）。随后反应器使用MEG培养液洗涤，之后加入含亚甲蓝的MEG培养液。一个完整的脱色过程在70内完成(图1)。对亚甲蓝脱色后的PUF盘表面的真菌总量为7.53g干生物量，真菌平均脱色能力为0.34mgMB/tg干生物量。这些数

14、据可以很好的与其它真菌比较，也就是与黄孢原毛平革菌或云芝(Mazmanci etal.， 2002；Radha etal.，2005)对含5-20mgMB/L染液的脱色以及菌菇类对200mgMB/L染液的局部脱色比较(Boer etal.，2004)。曲线1曲线2曲线3图1曲线1表示在白耙齿菌生物转盘中亚甲蓝的色度随时间的变化，曲线2表示在白耙齿菌生物转盘中含活性染料即废水I的色度随时间的变化，曲线3表示在白耙齿菌生物转盘中分散染料即废水II的色度随时间的变化。吸光度值取相应波长下的最大值：亚甲蓝测定波长580nm，废水I测定波长575nm，废水II测定波长475nm。吸光度值代表三种水样。根

15、据图1所示的亚甲蓝脱色时间进程，在0、20和70天时（比较图2和图3），取样并进行完整亚甲蓝，中间产物和最终产物的毒性测定。在0天时用埃姆斯试验法观察染料的诱变性。不论是否代谢活化，亚甲蓝会引起移码和置换、直接和间接突变。然而无活化代谢的亚甲蓝试验只能得出潜在的诱变性，由于高浓缩试验的菌株指示毒性，两倍增长的回复突变体菌株数量并没有完全完成。诱变活性获得的TA100和TA98菌株分别以诱变指数表示为1.54（25微克亚甲蓝每盘）和1.85（2.5微克亚甲蓝每盘）。代谢活化条件试验中致突变指数值更高：TA100为1.78(25微克亚甲蓝每盘)，TA98为3.85（2.5微克亚甲蓝每盘）。试验结果证实了了其它作者报道的完好染料的遗传毒性影响(NTP TR 540，2008)。降解导致毒性的消除：70天时的样品吸光度减少到0，未显示遗传毒性(图2)。一个相似的利用图2通过生物转盘降解后的亚甲蓝突变性测定分别使用有和没有S9活化的鼠伤寒沙门氏菌试验。取样时间在第0天、第20天（中间产物）和第70天（最终产物）：TA100-S9(1)；TA98-S9(2)；TA100+S9(3)；TA98+S9(4)。图3通过生物转盘生物降解作用后的亚甲蓝的毒性以EC50或IC50表示，测