2015生物学毕业论文开题报告范文

毕业论文(设计)题目：粗毛栓菌菌丝球对直接染料、阳离子染料的吸附研究

　　立题依据

随着纺织工业的迅速发展，染料的品种和数量日益增加，其生产废水已成为水环境的重点污染源之一。据统计，在染料生产过程中，每生产1吨染料，要随废水损失2%的产品。而在印染过程中损失量更大，为所用染料的10%左右[1]。根据美国C.I(Color Index)，目前的染料已有数万种之多，它们不但具有特定的颜色，而且结构复杂，以高分子络合物为多，结构很难被打破，生物降解性较低，大多都具有潜在毒性，在环境中的归趋依赖于很多未知因子。加之染料生产具有品种多、批量少、更新快的特点，致使染料废水难找到行之有效的处理方法[2]，是当前国内外水污染控制领域急需解决的一大难题。另据报道，染料废水中含有的苯环基、偶氮基等基团的染料使人易患膀胱癌[3]，所以即使染料废水中残存染料组分的浓度很低，排入水体后也会造成水体的色度明显增加，对水体生态系统造成严重的危害，而最终将导致水体生态系统的破坏。

目前，世界染料年产量约为80万吨～90万吨，并以0.5%的速度增长。我国染料的工业产量已达90万吨/年，占世界染料总产量的25%，成为世界上最大的染料生产国，已成为名副其实的染料生产与使用大国[4]。同时，染料生产的品种也向多样化方向发展，从1856年至今，染料品种已高达上万种，各国经常生产使用的约2000种[5]。按其化学结构，染料可分为：偶氮染料、蒽醌染料、靛旋染料、硫化染料、菁染料、三芳基甲烷染料和杂环染料[6]。染料属于高度稳定的有机物，具有耐光、耐热、抗物理(如水洗)与化学(如洗涤品)处理、抵御生物降解等特性。染料在生产的过程中，大约会有10%～15%的染料随废水排出。染料生产废水具有“三高一低”(COD高、色度高、盐度高和BOD/COD比值低)的特点，属于难生化降解的有机工业废水[7]。目前，国内外常用的处理方法可分为两大类：物理化学法和生物法。物理化学法主要包括：吸附法(如活性炭吸附)、絮凝沉降法、膜过滤法、化学氧化法(如Fenton氧化法、氧化法)、辐照法、离子交换法、电解法等。一般来讲物理化学法能够获得较高的处理效率，但是存在的主要问题是处理量较小、处理费用较高，投加的化学药品还会引起二次污染，因而寻求一种高效、价廉的处理方法，成为各国研究学者关注目标。生物吸附剂能吸附多种污染物，是一种具有潜力的污染物处理方法，物理化学法相比生物吸附法以其无二次污染、可再回收利用重金属、染料以及生物吸附剂、节能、高效等优点受到广大学者的亲睐，已经成为处理持久性有机污染物研究的热点和重点。

生物吸附法最早由Ruchhoft提出，以活性污泥为吸附剂去除废水中的(Pu)。此后，国内外研究者围绕生物吸附剂进行了广泛而深入的研究。早期的生物吸附剂主要指微生物，如原核微生物中的细菌、放线菌，真核微生物中的酵母菌、霉菌等，以及藻类，但目前生物吸附剂的研究范围已不仅限于微生物，例如吸附剂可以是动植物碎片等无生命的生物物质，也可以是活的植物系统。近年来对微生物吸附染料的研究多是利用粉末状菌体或固定化细胞，存在固液分离难或工艺复杂，处理成本高等问题，利用微生物液态发酵产生的菌丝球进行吸附处理，可以克服上述问题。

20世纪80年代《Science》首次报道了白腐真菌中的黄孢原毛平革菌(Phaner- ochaete chrysosporium)能向胞外分泌降解木质素的酶，使降解木质素研究取得了重大进展[8]。1983年，Glenn和Gold[9]首次证明了黄孢原毛平革菌对一些聚合染料的脱色降解作用，他们以Poly B-411、Poly R-481和Poly Y-606 三种染料为处理对象，指出这些聚合染料可以在木质素过氧化物酶的催化下降解。1988年，Bumpus和Brock研究发现，黄孢原毛平草菌对碱性紫5BN这种三苯甲烷染料具有脱色降解效果。其降解过程中存在着去甲基化作用。1990年，Cripps等[10]又报道了黄孢原毛平革菌能够降解偶氮染料和杂环染料。从此，开始了利用白腐真菌对染料工业废水进行脱色降解处理的规律化研究。

近年来，对于染料污水的处理研究大多集中于真菌体对染料的生物降解研究，尤其是以黄孢原毛平革菌为多，而对降解作用的前序阶段——吸附作用往往关注不多。而与生物降解相比，降解过程中往往生成有毒性的中问产物(如苯胺)，影响染料的后续生化降解，而生物吸附法可循环多次使用生物吸附具有脱色速度快，同时对染料具吸附广谱性，不会产生有毒的代谢产物，而且还有可能为含染料废水的大规模处理和回收提供一条经济可行的途径等优点。因此近几年，国外许多研究者正尝试微生物生物吸附剂的开发研究，所用的微生物有细菌、酵母菌、真菌、藻类和活性污泥等，目前研究较多的重金属生物吸附剂有酿酒酵母、黑曲霉、根霉、小球藻等[11]，如1999年，李清彪等[12]通过控制黄孢展齿革菌菌丝球的培养条件吸附水溶液中的铅离子，吸附率达95%，而研究染料生物吸附剂的文献很少。

由于真菌对染料吸附具有较高的广谱性，吸附染料后的菌丝球在停止搅拌后迅速沉入水底而极易固液分离，废水中染料可以被快速去除而排放或进入后续处理，使真菌吸附剂用于大水量含染料废水处理成为可能。目前国内外对霉菌吸附染料的研究较多，我国在青霉菌吸附染料的特性方面进行了较多的研究，2007年，倪建国、李蒙英等[12]人对绿曲霉进行了吸附脱色研究发现，在16℃～36℃下，绿曲霉对活性黄M-3RE的去除率在95.1%～97.9%之间，但其是在无菌条件下进行的脱色，因而极大的限制了其在实际生产中的推广。