三种羟肟酸捕收剂微生物降解探究

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1、三种羟肟酸捕收剂微生物降解探究　　摘要：采用摇瓶振荡法研究克雷伯氏菌属（Klebsiella）微生物对2-羟基-3-萘甲羟肟酸、苯甲羟肟酸和水杨羟肟酸3种常见的羟肟酸类捕收剂的生物降解。试验结果表明，该微生物对此类捕收剂具有较好的降解效果。捕收剂被微生物降解12d后，模拟废水中2-羟基-3-萘甲羟肟酸的降解率为44.56%，苯甲羟肟酸的降解率为85.04%，水杨羟肟酸的降解率为62.04%。降解过程中，废水中的OD600nm均呈先升高后降低的变化趋势，表明微生物在降解过程初期大量生长繁殖，随后由于降解作用致使废水中可供利用的碳源减少，导致微生物大

2、量衰亡。关键词：羟肟酸；捕收剂；微生物降解；细菌细胞密度中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：0439-8114（2013）11-2505-03羟肟酸（Hydroxamicacid）又称氧肟酸或异羟肟酸，其通式为RC（O）NHOH，可看成是羧酸的衍生物[1]。羟肟酸是一种相当活泼的有机弱酸，通常以酮式和醇式2种互变异构体的形式存在，即羟肟酸和异羟肟酸同时存在，二者可被认为是同一种物质，光谱数据证明两种异构体中酮式是主要的存在形式[2]。7由于羟肟酸分子中含有氮原子和氧原子，它们都存在孤对电子，这样特殊结构的存在使得羟肟酸很容易和金属阳离子发

3、生配位，形成很稳定的五元环或六元环状螯合物[3]。因此羟肟酸被应用于矿物加工行业中，如在氧化铅锌矿、氧化铜矿、稀土矿的浮选中被大量用作捕收剂[4]。而其中羟肟酸对稀土矿，如独居石、氟碳铈矿和磷钇矿等的浮选是最有效的捕收剂[5]。早在1940年Popperle就已经将羟肟酸及其盐类捕收剂用于矿物的浮选中，并在德国获得了专利权[6]。目前羟肟酸广泛应用于钨矿、锡石、氧化铜矿、氧化锌矿等矿的浮选中，羟肟酸取得了较好的选别指标，在矿物加工领域中具有较大的发展空间。此外，羟肟酸在医药和生化领域也有一定的应用，可作为基质金属蛋白酶抑制剂、抗癌药物、抗肿瘤药物

4、、除草剂、杀菌剂等[6]。72-羟基-3-萘甲羟肟酸、苯甲羟肟酸和水杨羟肟酸是3种常见的羟肟酸类捕收剂，其中苯甲羟肟酸和水杨羟肟酸的化学结构中都含有苯环结构，2-羟基-3-萘甲羟肟酸中含有更加稳定的萘环结构。羟肟酸的化学结构使得其作为捕收剂使用在环境中富集后会具有一定的生理毒性，并且会增加矿物加工过程中废水的COD，也会将N元素引入水体，在水体中累积后会引起水体富营养化，给环境造成影响。羟肟酸属于较难降解的有机物，一旦排放到环境中，它们难于被分解，所以可以在水体、土壤等环境介质中存留数年甚至更长的时间。因此，为了降低羟肟酸捕收剂在环境中的影响程度

5、，研究了3种常见羟肟酸类捕收剂的微生物降解性能。1材料与方法1.1试验材料1.1.1材料试验选用3种常见羟肟酸类捕收剂，具体见表1。1.1.2基础培养基MgSO4·7H2O0.2g、（NH4）2SO40.5g、NaCl1.0g、KH2PO40.5g、K2HPO41.5g、蒸馏水1000mL，pH7.0。1.1.3模拟废水的制备在基础培养基中分别添加2-羟基-3-萘甲羟肟酸、苯甲羟肟酸和水杨羟肟酸3种捕收剂人工配制成模拟废水，废水中羟肟酸捕收剂的浓度均为100mg/L。1.1.4菌种来源由武汉理工大学从某地土壤中分离出的一株克雷伯氏菌属（Klebs

6、iella）微生物。1.1.5所用仪器HZQ-C双层空气恒温振荡器、UV-3000PC紫外可见分光光度计、SartoriusBS210S型电子天平、LG10-2.4A型高速离心机。1.2试验方法1.2.1羟肟酸捕收剂的标准工作曲线用UV-3000PC紫外可见分光光度计对3种羟肟酸废水溶液作全程扫描，确定最大特征吸收峰波长。配制不同浓度的模拟废水溶液，7在最大特征吸收峰波长下以蒸馏水为空白对照测定溶液的吸光度，得到模拟废水溶液浓度与吸光度之间关系的标准工作曲线。1.2.2微生物悬浮液的制备在以H205为惟一碳源的无机盐固体培养基平板上培养克雷伯氏菌

7、72h后，将平板上的菌落用接种环挑取转接至pH7.2磷酸缓冲溶液中，配制成细菌细胞密度为108个/mL的菌悬液，备用。1.2.3微生物降解羟肟酸的试验在3种人工模拟废水中按照10%的体积比添加微生物悬浮液，将配制好的上述混合液分别取100mL分装于250mL的锥形瓶中，置于HZQ-C双层空气恒温振荡器内，在转速为150r/min、温度为30℃的条件下进行微生物降解试验。分别在降解0、3、5、7、9、12d时取出一定量的模拟废水，在转速为7500r/min的条件下离心分离15min，稀释后，用紫外可见分光光度计测定上清液中待测物质羟肟酸捕收剂的吸光

8、度，据此计算溶液中羟肟酸捕收剂的浓度。羟肟酸捕收剂的降解率计算公式为：D=（C0-Cn）/C0×100%式中，D为第n天的降解率；C0为