探討Aspergillus niger和Bacillus sp.混菌在紡織染料中脫色與降解效果

Abstract

本研究是使用紡織業中常用的染料Reactive red dye HE3B (C.I Reactive red 120)和Direct green dye BB50 (C.I Direct green B)為污染物，探討真菌與細菌共培養時對色素去除率與分解的機制。單一菌種培養24小時後，Aspergillus niger和Bacillus sp.的脫色率分別為50%與30%，而兩菌共培養時，脫色率可達90%以上。故研究中利用Aspergillus niger和Bacillus sp.共培養的模式以達到快速的脫色和降解。 為進一步找尋兩菌混合對染料色素分解的最佳表現，以回應曲面法探討混菌培養的最適化條件，期望可以達到快速且高脫色率的結果，並分析各別獨立因子對脫色率的影響。初步的實驗結果發現培養基成份malt extract、glucose、KH2PO4的濃度對於色素分解的表現有統計上的意義。再由回應曲面法的結果發現，Reactive red dye HE3B在0.1%malt extract和0.7%KH2PO4組成中，經過2小時的培養有92.68%的脫色率。對於Direct green dye BB50在0.8%malt extract和0.5% glucose組成中，經過2小時的培養有97.66%的脫色率。 脫色後的代謝產物，以HPLC分析培養液的化學結構，發現兩種紡織染料經微生物分解後並無苯胺化合物的產生，由此證明在脫色過程中染料結構已進行開環反應，不會產生有毒的代謝產物。研究中也利用非水溶性的基材將混菌固定化，使脫色的效益和方便性增加，結果發現固定化混菌的分解效益又比自由態的混菌脫色效率高出3倍，所以可利用菌種固定化方式配合紡織廠的廢水處理達到工廠實地操作的使用。