573-58-0 / 剛果紅的應用及其廢水處理

背景及概述^[1][2]

染料被廣泛應用于紡織、造紙、塑料加工以及食品等行業，在印染行業中，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染料將隨著廢水的排放進入地下水系統，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注。剛果紅是一種典型的雙偶氮染料，它具有2個不飽和結構的發色基團（偶氮基），還有4個助色基團（氨基和磺酸鈉基），其屬于難降解有機物。目前，國內外對剛果紅染料廢水的處理方法可分為三大類：物理法、化學法和生物法。其中物理法和化學法對有機物的去除率較低，運行成本高，占地面大，且容易對環境造成二次污染。

應用^[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-葡聚糖可促進脂肪代謝,降低血清中膽固醇水平，調節葡萄糖代謝,對糖尿病有明顯的抑制和預防作用。另外，β-葡聚糖在結腸發酵可以產生較高比例的短鏈脂肪酸,能促進結腸粘膜上皮細胞的增殖，促進益生菌增殖,預防結腸癌。

剛果紅是一種雙偶氮染料，在水溶液中的最大吸收波長在497nm附近。水溶液中的剛果紅可與谷物β-葡聚糖形成復合物，復合物的最大吸收波長與剛果紅相比發生紅移。復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呈線性關系，基于這一原理可建立剛果紅比色法定量測定谷物中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，它包括對白腐菌孢子液的制備：從保存菌株編號為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基上，所述的固體培養基中各組分用量占固體培養基質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120h后，白腐菌孢子菌絲布滿固體培養基表面，向固體培養基表面的白腐菌孢子菌絲上加入1mL無菌水,以推棒法刮下孢子粉,經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℃冰箱保存備用，其特征是，還包括以下步驟：

1）硅藻土的改性處理。將質量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，對硅藻土用蒸餾水進行多次洗滌，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；稱取質量120～140g結晶氯化鋁，加入濃度為10～15%的氫氧化鈉溶液中，使結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）改性硅藻土對菌株編號為CGMCCNO：5.776的白腐菌的固定化。

將步驟（1）得到的質量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基中，所述的白腐菌液體限制性培養基中各組分用量分別為：KH2PO42.75g/L；MgSO4·7H2O0.33g/L；MnSO40.41mg/L；無水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48h，靜置30～60min，濾出顆粒物，反復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）固定化菌株編號為CGMCCNO：5.776白腐菌的改性硅藻土對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基中，得到剛果紅染料廢水；于溫度28℃，在氣浴恒溫搖床上以120rpm處理120h，每隔24h測定染料廢水的色度，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，處理條件同上，每隔24h測定染料廢水的色度，以120h為一循環，如此重復5次，實現對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定谷物β-葡聚糖含量的方法