573-58-0 / 剛果紅的應(yīng)用及其廢水處理

背景及概述^[1][2]

染料被廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、塑料加工以及食品等行業(yè)，在印染行業(yè)中，每加工1噸紡織品需要消耗100-200噸水，其中80％-90％最終將成為廢水，這些廢水中所含有的有機(jī)染料將隨著廢水的排放進(jìn)入地下水系統(tǒng)，給水中生物及人類生活帶來巨大的破壞。因此，染料廢水的治理工作受到了人們的廣泛關(guān)注。剛果紅是一種典型的雙偶氮染料，它具有2個(gè)不飽和結(jié)構(gòu)的發(fā)色基團(tuán)（偶氮基），還有4個(gè)助色基團(tuán)（氨基和磺酸鈉基），其屬于難降解有機(jī)物。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)剛果紅染料廢水的處理方法可分為三大類：物理法、化學(xué)法和生物法。其中物理法和化學(xué)法對(duì)有機(jī)物的去除率較低，運(yùn)行成本高，占地面大，且容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。

應(yīng)用^[3]

剛果紅是染料診斷劑，可用于診斷淀粉樣病變及其他腎功能病變。

剛果紅法測(cè)定谷物β-葡聚糖含量。

燕麥、大麥等谷物中含有豐富的β-葡聚糖。β-葡聚糖是由吡喃型葡萄糖單元通過β-(1-3)和β-(1-4)糖苷鍵連接而成的線型多糖，是谷物中主要的水溶性膳食纖維，具有重要的生理功能。β-葡聚糖可促進(jìn)脂肪代謝,降低血清中膽固醇水平，調(diào)節(jié)葡萄糖代謝,對(duì)糖尿病有明顯的抑制和預(yù)防作用。另外，β-葡聚糖在結(jié)腸發(fā)酵可以產(chǎn)生較高比例的短鏈脂肪酸,能促進(jìn)結(jié)腸粘膜上皮細(xì)胞的增殖，促進(jìn)益生菌增殖,預(yù)防結(jié)腸癌。

剛果紅是一種雙偶氮染料，在水溶液中的最大吸收波長(zhǎng)在497nm附近。水溶液中的剛果紅可與谷物β-葡聚糖形成復(fù)合物，復(fù)合物的最大吸收波長(zhǎng)與剛果紅相比發(fā)生紅移。復(fù)合物與剛果紅的吸收光譜在550nm處有最大的吸光度差值，且吸光度差值與β-葡聚糖濃度在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，基于這一原理可建立剛果紅比色法定量測(cè)定谷物中β-葡聚糖的含量。

廢水處理^[1]

一種剛果紅染料廢水的處理方法，它包括對(duì)白腐菌孢子液的制備：從保存菌株編號(hào)為CGMCCNO：5.776的白腐菌的斜面上挑取單一菌落，劃線法接種到固體培養(yǎng)基上，所述的固體培養(yǎng)基中各組分用量占固體培養(yǎng)基質(zhì)量用量的百分比分別為：馬鈴薯葡萄糖瓊脂4.2%；KH2PO40.5%；MgSO4·7H200.35%，溫度30℃，培養(yǎng)120h后，白腐菌孢子菌絲布滿固體培養(yǎng)基表面，向固體培養(yǎng)基表面的白腐菌孢子菌絲上加入1mL無(wú)菌水,以推棒法刮下孢子粉,經(jīng)4層擦鏡紙濾去菌絲體,得到的乳白色孢子懸浮液，即為白腐菌孢子液，溫度4℃冰箱保存?zhèn)溆?，其特征是，還包括以下步驟：

1）硅藻土的改性處理。將質(zhì)量100～150g硅藻土過200目篩，然后向其中加入摩爾濃度為5～6mol/L的鹽酸溶液完全浸泡，在60～80℃恒溫下處理70～90min，并不斷攪拌；之后抽濾，對(duì)硅藻土用蒸餾水進(jìn)行多次洗滌，直至濾液pH值呈中性為止；將濾后的硅藻土在溫度105℃烘干，取出置于干燥器中備用；稱取質(zhì)量120～140g結(jié)晶氯化鋁，加入濃度為10～15%的氫氧化鈉溶液中，使結(jié)晶氯化鋁與氫氧化鈉最終摩爾比為2:1，攪拌使之均勻，靜置15～24h，稱取干燥器中備用的硅藻土60～80g加入溶液中，攪拌使之混合均勻，過濾之后在溫度105℃烘干，取出再置于溫度250～600℃馬弗爐中烘烤2h，取出得到改性硅藻土；

2）改性硅藻土對(duì)菌株編號(hào)為CGMCCNO：5.776的白腐菌的固定化。

將步驟（1）得到的質(zhì)量5～9g改性硅藻土在溫度121℃高壓蒸汽滅菌20min，然后真空干燥；干燥后的改性硅藻土加入到110～130mL的白腐菌液體限制性培養(yǎng)基中，所述的白腐菌液體限制性培養(yǎng)基中各組分用量分別為：KH2PO42.75g/L；MgSO4·7H2O0.33g/L；MnSO40.41mg/L；無(wú)水FeSO40.1g/L；NaCl1.5mg/L；NH4NO32.4g/L；CaCl20.15g/L；葡萄糖20g/L；VB18.0mg/L；pH=6.0～7.0；滅菌后再加入12～15mL白腐菌孢子液；于溫度30℃，120rpm搖床上培養(yǎng)48h，靜置30～60min，濾出顆粒物，反復(fù)用生理鹽水洗滌三次、脫除未牢固吸附的白腐菌后，得到固定化白腐菌的改性硅藻土；

3）固定化菌株編號(hào)為CGMCCNO：5.776白腐菌的改性硅藻土對(duì)剛果紅染料廢水的處理。

將步驟（2）得到的3～5g固定化白腐菌的改性硅藻土，加入到50mL剛果紅染料廢水中，上述剛果紅染料廢水的制備過程如下：稱取20～40mg剛果紅，溶于上述步驟（3）所述的1L白腐菌液體限制性培養(yǎng)基中，得到剛果紅染料廢水；于溫度28℃，在氣浴恒溫?fù)u床上以120rpm處理120h，每隔24h測(cè)定染料廢水的色度，120h后，棄掉處理后的染料廢水，保留固定化菌，再加入50mL配制的相同濃度的染料廢水，處理?xiàng)l件同上，每隔24h測(cè)定染料廢水的色度，以120h為一循環(huán)，如此重復(fù)5次，實(shí)現(xiàn)對(duì)剛果紅染料廢水的處理。

主要參考資料

[1] CN201310193034.2一種剛果紅染料廢水的處理方法

[2] CN201610179010.5一種剛果紅染料吸附劑、制備和利用其處理剛果紅染料廢水的方法

[3] CN201410647032.0一種剛果紅法測(cè)定谷物β-葡聚糖含量的方法