Кинетические закономерности конверсии азокрасителей и продуктов их распада анаэробным и аэробным консорциумами микроорганизмов

• Автор: Емашова, Наталия Александровна
• Шифр специальности: 02.00.15, 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

1. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
2. ВВЕДЕНИЕ
3. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
3.1. Источники загрязнений азокрасителями и ароматическими аминами
3.2. Токсичность азокрасителей и ароматических аминов
3.3. Основные методы удаления азокрасителей и ароматических аминов из
сточных вод
3.3.1. Физико-механические методы удаления азокрасителей и
ароматических аминов
3.3.2. Химические методы удаления азокрасителей и ароматических
аминов
3.3.3. Биологические методы удаления азокрасителей и ароматических
аминов
3.4 Биологическое обесцвечивание азокрасителей. Аэробные условия
3.5 Биологическое обесцвечивание азокрасителей. Анаэробные условия
3.5.1. Микроорганизмы, обеспечивающие разложение азокрасителей в
анаэробных условиях
3.5.2. Механизмы восстановления азокрасителей в анаэробных
условиях
3.5.2.1. Ферментативное восстановление красителей
3.5.2.2. Непрямое биологическое восстановление азокрасителей 24 с помощью окислительно-восстановительных медиаторов
3.5.2.3. Химическое восстановление азокрасителей
3.5.2.4. Непрямое химическое восстановление азокрасителей с 26 помощью окислительно-восстановительных медиаторов
3.5.3. Кинетика обесцвечивания азокрасителей в анаэробных условиях
3.5.4. Условия, влияющие на разложение азокрасителей в анаэробных
условиях
3.5.4.1. Температура и значение pH
3.5.4.2. Присутствие дополнительных доноров и акцепторов 30 электронов
3.5.4.3. Присутствие окислительно-восстановительных
медиаторов

3.6. Биодеградация ароматических аминов в аэробных условиях
3.7. Биодеградация ароматических аминов в анаэробных условиях
3.8 Анаэробно/аэробная минерализация азокрасителей
3.8.1. Последовательная анаэробно/аэробная система обработки
3.8.2. Интегрированная анаэробно/аэробная система обработки
3.8.3. Анаэробно/аэробная система обработки в БВЯ реакторах
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Объекты исследования
4.1.1. Ы-замещенные ароматические субстраты
4.1.2. Источник биомассы
4.2 Среды и условия культивирования
4.3. Аналитические методы
4.3.1. Спектрофотометрическое определение концентрации 47 ароматических веществ
4.3.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)
4.3.3. Определение концентрации метана, СОг и водорода
4.3.4. Определение концентрации летучих жирных кислот и спиртов
4.3.5. Определение концентрации аммония методом Фосетта и Скотта
4.3.6. Определение концентрации нитрат-ионов
4.3.7. Определение концентрации нитрит-ионов
4.3.8. Определение концентрации сульфид-ионов
4.3.9. Определение показателя общего химического потребления
кислорода
4.3.10. Определение количества беззольного вещества биомассы
4.3.11. Электрохимические измерения
4.4 Микроскопические методы
4.4.1. Световая микроскопия
4.4.2. Сканирующая электронная микроскопия
4.5. Условия проведения основных экспериментов
4.5.1. Определение токсичности азокрасителей и ароматических
аминов в анаэробных условиях
4.5.2. Определение биоразлагаемости азокрасителей и ароматических
аминов под действием анаэробного метаногенного консорциума
4.5.3. Определение возможного восстановления азокрасителей
продуктами метаболизма анаэробного метаногенного

консорциума
4.5.4. Химическое восстановление азокрасителей под действием
сульфида
4.5.5. Химическое восстановление азокрасителей под действием
НАДН
4.5.6. Определение биоразлагаемости азокрасителей и ароматических
аминов под действием аэробного консорциума
4.5.7. Определение биоразлагаемости азокрасителей под действием
аэробного консорциума в анаэробных условиях
5. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
5.1. Биоразлагаемость азокрасителей в аэробных условиях
5.2. Токсичность азокрасителей по отношению к анаэробному консорциуму
5.3. Биоразлагаемость азокрасителей в анаэробных условиях
5.4. Механизм обесцвечивания азокрасителей в анаэробных условиях
5.5. Факторы, влияющие на скорость восстановления азокрасителей в 74 анаэробных условиях
5.5.1. Электрохимический потенциал восстановления азокрасителей
5.5.2. Окислительно-восстановительный потенциал среды и
присутствие ко-субстрата
5.5.3. Концентрация азокрасителя
5.5.4. Концентрация анаэробного инокулята
5.5.5. Температура инкубации
5.5.6. Значение pH
5.6. Влияние азокрасителей на состояние анаэробного микробного
сообщества
5.6.1. Морфологические особенности исходного метаногенного
сообщества микроорганизмов
5.6.2. Морфологические особенности анаэробного микробного
сообщества, разлагающего азокрасители
5.7. Биоразлагаемость ароматических аминов в аэробных условиях
5.8. Токсичность ароматических аминов по отношению к анаэробному
консорциуму
5.9. Биоразлагаемость ароматических аминов в анаэробных условиях
5.10. Влияние ароматических аминов на состояние анаэробного микробного 104 сообщества

извлекали из ледяной бани, в них вносили 2,6 мл концентрированной серной кислоты, раствор перемешивали и оставляли на 1 час при комнатной температуре для развития окраски. Оптическую плотность растворов измеряли при длине волны 410 нм против раствора сравнения, приготовленного таким же образом, но не содержащего форм нитратного азота. Концентрацию нитрат-ионов определяли с помощью калибровочного графика в диапазоне концентраций от 5 до 20 г-л'1, используя раствор нитрата калия.
4.3.7. Определение концентрации нитрит-ионов
Концентрацию нитритов в жидкой фазе определяли с помощью спектрофотометрического метода с а-нафтиламином [119], используя спектрофотометр ЗЫтабги иУ-1202 (Япония).
В состав реактивов входили следующие растворы:
0.6 % раствор сульфаниловой кислоты в 7.2 % соляной кислоте;
0.6 % раствор гидрохлорида а-нафтиламина в 0.36 % соляной кислоте;
2 М раствор ацетат натрия
Сульфаниловая кислота реагирует с азотистой кислотой с образованием соответствующего диазосоединения, которое соединяется с а-нафтиламином, образуя азокраситель, имеющий пурпурную окраску.
В ходе определения в мерные пробирки вносили последовательно 5 мл пробы и 100 мкл раствора сульфаниловой кислоты. Смесь инкубировали в течение 5 минут, затем добавляли 100 мкл раствора а-нафтиамина и 100 мкл раствора ацетата натрия. Через 20 минут измеряли оптическую плотность раствора при длине волны 530 нм против раствора сравнения, приготовленного таким же образом, по не содержащего форм нитритного азота. Концентрацию нитрита определяли с помощью калибровочного графика в диапазоне концентраций от 0,1 до 1 мгл’1, используя раствор нитрита натрия.
4.3.8. Определение концентрации сульфид-ионов
Определение сульфида в жидкой фазе проводили с помощью спектрофотометрического метода [119], используя спектрофотометр БЫшабги иУ-1202 (Япония).
В состав реактивов входят следующие растворы:
2% раствор ацетата цинка Яп(СНзС00)2х2Н20
10% раствор РеНН4(804)2*12Н20 в 2% серной кислоте
0.2% раствор ДМФ в 20% серной кислоте