張 琦 ， 張 建 ， 李小敏，2*

(1.伊犁師范大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 ， 新疆 伊寧 835000 ； 2.污染物化學(xué)與環(huán)境治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ， 新疆 伊寧 835000)

目前，染料是不可缺少的物質(zhì)，在生活中的適用范圍越來(lái)越廣[1]。日常生活和其他工業(yè)生產(chǎn)中都可以產(chǎn)生大量的化學(xué)染料以及廢水，其危害也不容小視，由于染料污水的不正確處理和排放，對(duì)生活環(huán)境造成極大的危害。染料廢水中常常含有致癌性和強(qiáng)毒性有機(jī)物。這些有機(jī)物具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，很難通過(guò)微生物分解和通過(guò)空氣中的氧氣氧化分解[2-4]。因此如何消除染料中的有機(jī)物是保護(hù)環(huán)境面臨的突出問(wèn)題[5]。

1 三苯甲烷類(lèi)染料介紹及其危害分析

三苯甲烷類(lèi)染料是以三苯甲烷為母體結(jié)構(gòu)的一種染料。由于產(chǎn)品色澤鮮艷，著色力相對(duì)較高，色譜的應(yīng)用涉及范圍也就更為廣泛。根據(jù)三甲苯環(huán)上各個(gè)分子取代基的不同可以分為四類(lèi)：①二氨基三苯甲烷類(lèi)染料，比如C.I.堿性綠4(又被稱為堿性孔雀綠)；②三氨基三苯甲烷類(lèi)染料，比如C.I.堿性綠4(又被稱為結(jié)晶紫)；③羥基三苯甲烷類(lèi)染料，比如玫紅酸；④酚酞染色系列的染料，比如酚酞。后兩種染料對(duì)于纖維材料物質(zhì)染色無(wú)利用價(jià)值，一般主要適用于分析化學(xué)中用做指示劑起指示作用。

三苯甲烷類(lèi)染料按照適用對(duì)象及染料印染處理方法不同又可以分為以下兩類(lèi)：①酸性三苯甲烷類(lèi)染料，分子一定要含有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的酸性基團(tuán)物質(zhì)，主要可以作為一種適用于羊毛、皮革、蠶絲、錦綸等的顏色布料進(jìn)行染色；②堿性三苯甲烷類(lèi)染料，主要不適用于羊毛染料蠶絲、紙張、棉、腈綸等的染色，龍膽紫還可以作為消毒劑。

三苯甲烷類(lèi)染料應(yīng)用十分廣泛，大量應(yīng)用于紡織印染、鋼鐵鍛造、礦產(chǎn)業(yè)、食品醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、造紙業(yè)、生物染色、化妝皮革等產(chǎn)業(yè)，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、科研價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。同時(shí)，這類(lèi)污染物的大量排放對(duì)人們的生產(chǎn)生活環(huán)境帶來(lái)了巨大危害，染料會(huì)對(duì)生物細(xì)胞產(chǎn)生毒害、致癌、畸形和基因突變[6]。

2 三苯甲烷類(lèi)染料的吸附去除

三苯甲烷類(lèi)染料在生活中用途很廣，酸性三苯甲烷類(lèi)染料主要用于羊毛染色，堿性三苯甲烷類(lèi)染料適應(yīng)于紙張、棉的染色，還可以作為消毒劑。三苯甲烷類(lèi)染料包括孔雀石綠、結(jié)晶紫等。三苯甲烷吸附方法有多種，下面以不同生物質(zhì)原料吸附三苯甲烷做一概述。

2.1 核桃殼對(duì)三苯甲烷類(lèi)染料的吸附

唐然肖等[7]以農(nóng)業(yè)利用廢料核桃殼經(jīng)過(guò)研磨后制成的廢物核桃粉粉末作為吸附劑，吸收處理農(nóng)業(yè)廢水中的農(nóng)業(yè)染料。實(shí)驗(yàn)研究表明，該核桃殼粉末能有效地吸收處理在農(nóng)業(yè)廢水中的三苯甲烷類(lèi)染料廢水，這對(duì)發(fā)展更高效、成本更低的農(nóng)業(yè)染料廢水處理工藝技術(shù)很有利，有效地實(shí)現(xiàn)了核桃殼的有效利用[8]。

2.2 海帶殘?jiān)鼘?duì)三苯甲烷類(lèi)染料的吸附

中國(guó)環(huán)境科學(xué)中國(guó)學(xué)會(huì)利用長(zhǎng)江海帶的生物殘?jiān)?，通過(guò)多種技術(shù)手段將殘?jiān)鬯橹谱?，混合成了生物吸附處理劑，將紅色結(jié)晶紫和孔雀石綠藍(lán)色染料中的廢水作為吸附對(duì)象，進(jìn)行大量綜合試驗(yàn)。詳細(xì)對(duì)比了處理時(shí)間、吸附劑加量、染料初始吸附濃度、反應(yīng)溶液體系內(nèi)部溫度及反應(yīng)溶液pH值等多種因素對(duì)生物吸附處理效果的直接影響。當(dāng)新的海帶結(jié)晶紫和孔雀石綠的濃度吸附殘?jiān)臐舛群唾|(zhì)量之比分別達(dá)到一定比例時(shí)，增加了對(duì)舊有海帶的濃度吸附率和殘?jiān)鼭舛热コ实牧?。海帶的吸附植物碎屑?xì)堅(jiān)鼘?duì)帶有綠色結(jié)晶紫和孔雀石綠的吸附染料進(jìn)行吸附時(shí)，pH值越高，氧化濃度效果顯得更好。

2.3 葡萄桿對(duì)三苯甲烷類(lèi)染料的吸附

大量的葡萄桿因?yàn)闊o(wú)用而被焚燒或丟棄，不僅造成了資源的浪費(fèi)，還污染了環(huán)境。采用葡萄桿做活性炭，不僅可解決自然資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，還充分利用了廢棄物，有效解決了嚴(yán)重的土壤污染問(wèn)題。研究人員發(fā)現(xiàn)，采用微波、光波方法協(xié)同處理孔雀石綠的染料時(shí)，活性炭用量最小。通過(guò)增加活性炭的使用量，處理孔雀石綠的時(shí)間會(huì)大大縮短。在研究活性炭用量對(duì)吸附量的影響時(shí)，可以看出，吸附量隨著活性炭用量的增加而迅速變小，而且吸附劑用量對(duì)吸附效果的影響最大[9]。

2.4 青霉菌菌體對(duì)三苯甲烷類(lèi)染料的吸附

通過(guò)對(duì)真菌中的生物化學(xué)吸附脫色劑的吸附性和脫色的研究可以得出，青霉菌和噬菌體對(duì)孔雀綠有吸附脫色作用，通過(guò)從空氣中分離獲得的真菌對(duì)三苯甲烷類(lèi)染料的吸附，研究了濃度、真菌表面的活性官能團(tuán)、pH值不同結(jié)構(gòu)染料等的影響。當(dāng)一種孔雀綠藻的染料生物平均濃度為50 mg/L時(shí)，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，效果達(dá)到最佳；當(dāng)高達(dá)353 mg/g時(shí)，反應(yīng)體系中pH值對(duì)菌體吸附劑染料的影響較大。

2.5 桔青霉對(duì)三苯甲烷類(lèi)染料的吸附

采用紡織廢水分離保存的菌種-桔青霉菌體進(jìn)行培養(yǎng)基培養(yǎng)形成菌絲球，形成菌絲球后在無(wú)菌的條件下，在染料廢水中接種菌球，進(jìn)行搖床脫色。菌球的濃度越高，染料的吸附去除率也越高，菌體濃度增加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更多的酶，從而使吸附效果增加。而隨著染料濃度的增加，導(dǎo)致吸附性能降低，脫色能力降低。溫度對(duì)染料的脫色影響效果顯著，在25～30 ℃時(shí)效果最佳[10]。

3 總結(jié)和展望

通過(guò)對(duì)葡萄桿、核桃殼、海帶殘?jiān)燃庸どa(chǎn)，能夠有效地對(duì)三苯甲烷類(lèi)染料的廢水進(jìn)行吸附處理，在海帶殘?jiān)鼘?duì)三苯甲烷類(lèi)染料吸附試驗(yàn)的研究中，海帶殘?jiān)?jīng)過(guò)多種手段合成生物吸附劑，對(duì)三苯甲烷類(lèi)染料進(jìn)行吸附，其吸附性能和濃度、溫度、pH值等多種因素有關(guān)。通過(guò)生物霉菌青霉菌真菌對(duì)三苯甲烷類(lèi)染料的吸附脫色，其吸附性能與濃度、真菌表面活性劑、pH值等多種因素有關(guān)，通過(guò)調(diào)節(jié)濃度、活性劑含量可大大提高吸附效果。以上研究表明，染料的吸附性能與染料的濃度、菌體的濃度、溫度、pH值等多種因素有關(guān)。另外，在實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中，嘗試加入具有吸附性能的官能團(tuán)，在吸附性能和機(jī)理上能夠有新的進(jìn)展。通過(guò)利用農(nóng)作廢物合成生物吸附劑對(duì)三苯甲烷類(lèi)染料的吸附，原料簡(jiǎn)單，成本低，來(lái)源廣泛，可再生的農(nóng)業(yè)廢棄物制作的生物質(zhì)吸附劑來(lái)處理含三苯甲烷類(lèi)染料的污染物水體或工業(yè)廢水是很值得期待的。