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Biological and chemical mechanisms of reductive decolorization of azo dyes

Yoo, Eui Sun

Die Entfärbungsmechanismen von Azofarbstoffen wurden unter anaeroben Bedingungen untersucht. Sulfatreduzierende Bakterien in anaerober Mischkultur sind zum großen Teil an der Entfärbung von C. I. Reactive Orange 96 beteiligt, da diese, wie auch andere Reaktivfarbstoffe, nach der Hydrolyse einen hohen Sulfatgehalt aufweisen. Methanogene Bakterien hatten hingegen keinen signifikanten Anteil an der Entfärbung. Die Reinkultur von Desulfovibrio desulfuricans entfärbte C. I. Reactive Orange 96 und C. I. Reactive Red 120 sowohl bei Anwesenheit von Sulfat als auch bei Mangel an Sulfat. Die sulfatreduzierenden Bakterien produzieren bei der Sulfat-Atmung Sulfid. Das Sulfid spaltet die Azobrücke rein chemisch. Dabei überwiegt je nach pH-Wert die Reaktion durch H2S, HS- oder S2-. Bei Verwendung von Pyruvat und unter sulfatarmen Bedingungen werden vermutlich die bei der Pyruvat-Fermentation freigesetzten Elektronen durch Coenzyme zu Azofarbstoffen als terminale Elektronakzeptoren übertragen. Dies führt zur Entfärbung der Farbstoffe. Die chemische Entfärbung von C. I. Reactive Orange 96 durch Sulfid zeigte eine Kinetik erster Ordnung hinsichtlich der Farbstoff- und Sulfidkonzentration. Sie erfolgt bei neutralem oder basischem pH schneller als bei sauerem pH. Dies ist auf eine Zunahme des Anteils von HS- bei neutralem oder basischem pH zurückzuführen. Die Aufdeckung der biologischen und chemischen Reaktionsmechanismen sowie die Beschreibung ihrer Kinetik können hilfreich sein bei der Entwicklung von Verfahren zur Behandlung farbstoffhaltiger Abwasserteilströme der Textilveredelung.