表征发酵产氢活性污泥效能的碘硝基四唑紫比脱氢酶活性及其检测

AbstractTheratiobetweenMixedLiquorVolatileSuspendedSolid(MLVSS)andMixedLiquorSuspendedSolid(MLSS),thespecifichydrogenproducingratebyMLVSSandtheCODremovalratearenormallyusedtoevaluatethehydrogen-productionefficiencyofanaerobicactivatedsludgeinfermentationprocesses,buttheysufferfromsomedrawbacks.Inordertoevaluatethehydrogen-productionefficiencyofanaerobicactivatedsludgeinfermentationprocesses,adetectionmethodusingiodonitrotetrazoliumchloride(INT)isproposedandoptimizedfordetectingthespecificdehydrogenaseactivityintheflocs.Thecorrelationbetweendehydrogenaseactivityandthespecifichydrogenproductionrateoftheactivatedsludgeisanalyzed.TheresultsshowthattheoptimalconditionsfordetectingINT-dehydrogenaseactivityareasfollows.A2.8mLreactionsystem,including0.3mLsludgesamplewithamixedliquorvolatilesuspendedsolidsof3.5~12.5g/L,1mL19.8μmol/LINTand1.5mLsodiumacetatebufferwithapHof5,isputindarkfor30minunder45℃withoscillation.Concentratedsulfuricacidof98%isusedasthereactionterminationagent,whiletheanhydrousethanolisusedastheextractionsolvent.Theabsorbanceismeasuredat438nm.Thedehydrogenaseactivityoftheactivatedsludgeisveryhighlycorrelatedwithitsspecifichydrogenproductionrate,excellentlyreflectingthehydrogen-producingactivity.Keywordsbio-hydrogen;fermentation;anaerobicactivatedsludge;dehydrogenase;iodonitrotetrazoliumchloride0，（MixedLiquorVolatileSuspendedSolids，MLVSS）（MixedLiquorSuspendedSolids，MLSS）（MLVSS/MLSS）、（MLVSS）（）（L/(g·d)）、COD（%）：2009-06-22：（863）（2006AA05Z109）；（2009RFXXS004）：，，，：[e-mail]-，，，；，150090，，（MLVSS）（MLSS）（MLVSS/MLSS）、MLVSS（）COD，。，（INT），，INT-，。，INT-：10mL，0.3mL、19.8mmol/LINT1mL、pH51.5mL，45℃30min；98%，，438nm；（MLVSS，）3.5~12.5g/L。INT-，。；；；；X382A1000-7857（2009）15-0104-05DetectionofSpecificDehydrogenaseActivityforEvaluatingtheHydrogen-producingActivityofFlocsinAnaerobicFermentationProcessLIJianzheng,WANGShuo,ZHENGGuochen,JIANGFanStateKeyLaboratoryofUrbanWaterResourceandEnvironment;HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China（Articles）1042009，27（15）[1-2]。MLVSS，，，MLVSS/MLSS[3]，（）[4]。，（VFAs）（H2CO2），，COD，，。，COD[5-6]。，[7-9]。，（DHA）（TTC）（iodonitrotetrazoliumchloride，INT）[10-11]。TTC（ORP）+490mV，INTORP+90mV，INTTTC[12-13]。，ORP，INTDHA，。INTDHA[14]，INT[15]，，。，DHAINT、pH、、、，，，，。11.1（ABR）[16]，，。、、、、、、、、、98％，；SearchbioINT（99%），1％（1.98mol/L）；（pH4）、（pH5）、（pH6、7）、Tris-HCl（pH8、8.5）（pH9），[17]。752（），1cm、5cm。：THZ-82（）、FAN2004（Hangping）、SPX1508（）TGL-16G-B（）。1.2pH、MLVSS，[18]。DHA，，，，。：10mL0.3mL（2.7gMLVSS）、1.5mLTris-HCl（pH8.4）1mL0.1%INT，37℃，30min，1mL37%；5000r/min5min，，5mL，，37℃10min（INF，）；5000r/min5min，485nm[19]。：UI=AVKWt（1），UIINT-（μmol/(g·min)），A，V（mL），KINT-A，WMLVSS（mg），t（min）。INT-A，K。22.1DHA2.1.1，420～500nm[19]。，438nm，INF（）A，0.64。INF。2.1.2，INT-INT、、（1）。，①INT0.01％（19.8mmol/L）0.1％（198mmol/L），A0.180.51；INT0.8%，A0.17，。②10min30min，A0.140.25，，A。③[20-21]，DHA，25℃45℃，A0.200.37（1）；，A。④（1.5mL），pH5，A，0.58；，A，0.28。，INT-INT（Articles）2009，27（15）105、、198mmol/L、30min、45℃pH5。2.1.3DHA，，。30min，、、4（1），4，5min10min，A。INFA，3，A0.42，3A0.28。2.1.4INF，，、、、、、7（2）。，，A，0.53，A。，。2.2INT-AUIINT-，INT-A：1%INT，pH598，198，395，790，1581mmol/L，7%0.2mL，，45℃30min，1mL；5000r/min5min，，5mL，45℃10min，5000r/min5min，438nmA，INT-A（3），y=0.0111x-0.0456（2），xINF（μmol/L），yA。xy，R20.9952。（2）K=0.0111，（1）UI：UI=15.15AWμmol/(g·min)（3）1INT、、Table1ImpactofINTconcentration,darkreactiontime,temperatureandbuffersonabsorbanceoftheextractionliquidINTpH/%A/minA/℃A/mLA0.010.050.10.20.40.8—0.180.410.510.550.610.68—1020304050——0.120.180.240.250.27——253540455565—0.190.250.360.370.360.28—4a5b6c7c8d8.5d9e0.280.580.130.170.180.170.20：a：，b：，c：，d：Tris-HCI，e：。Notes:a:C8H5KO4,b:CH3COONa,c:KH2PO4andNaH2PO4,d:Tris-HCI,e:Na2B4O7.1Fig.1Effectsofterminationagentsonabsorbanceoftheextractionliquid2Fig.2Effectsofextractantsonabsorbanceoftheextractionliquid（Articles）1062009，27（15）31），INT-，10mL，0.3mL、1mL198mmol/LINT、1.5mLpH5，45℃30min；98%，；752438nm。2）、INT-，：UI=15.15AWμmol/（g·min），MLVSS3.5~12.5g/L。3）INT-，。2.3ABR，（）。10mL0.3mL（MLVSS：2.66~26.64g/L）、1.5mL（pH5）、1mL0.1%INT；45℃30min，1mL；5000r/min5min，，5mL，，45℃10min，INF；5000r/min5min，438nmA。，A，-A（4）。，MLVSS2.66~26.64g/L，A，R20.9939，INT。，A0.2~0.7，4，MLVSS3.5~12.5g/L。，MLVSS9g/L。2.4INT-ABRHRT30h、COD8000mg/L，INT-，2（11）。MicrosoftExcelCorrelINT-，0.920.94，0.8，INT-。，INT-，。3INT-AFig.3StandardcurveofINTconcentrationandabsorbanceoftheextractionliquid4INFFig.4Relationshipbetweensludgeconcentrationofdetectedsampleandabsorbanceoftheextractionliquid2ABRINT-Table2SpecifichydrogenproductionrateandspecificdehydrogenaseactivityoftheactivatedsludgeinanABR135791/mol·kg-1·d-1INT-/μmol·g-1·min-12.8426.32.7626.22.9327.50.9199772.6825.82.7126.12/mol·kg-1·d-1INT-/μmol·g-1·min-12.0321.311.9520.482.0221.260.9435392.1121.482.1521.87（Articles）2009，27（15）107（References）[1]YangH,JiangZ,ShiS,etal.INT-dehydrogenaseactivitytestforassessinganaerobicbiodegradabilityoforganiccompounds[J].EcotoxicologyandEnvironmentalSafety,2002,53:416-421.[2]Liwarska-BizukojcE,LedakowiczS.Estimationofviablebiomassinaerobicbiodegradationprocessesoforganicfractionofmunicipalsolidwaste(MSW)[J].JournalofBiotechnology,2003,101(1):165-172.[3]CaravelliA,Gi