微生物胞外聚合物延緩浮泥沉降及其機理初步研究.pdf

1、我國有眾多淤泥質(zhì)港口，需定期進行清淤工作，給港口企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟壓力。適航水深技術(shù)的提出緩解了部分壓力，但仍存在因浮泥的沉降而適航厚度減小的問題。有報道提出胞外聚合物可以延緩港口浮泥的沉降，提升適航水深技術(shù)的利用價值。胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances)，是由微生物在一定環(huán)境下分泌的高分子質(zhì)量的聚合物，主要由多糖、蛋白質(zhì)等組成。在此基礎(chǔ)上，本文主要目標是篩選高產(chǎn)胞外聚合物的菌株，對其延緩

2、浮泥沉降的性能進行測定，了解所產(chǎn)胞外聚合物的性質(zhì)，進一步對胞外聚合物延緩浮泥沉降的機理進行初步研究。
　　本研究以不同港口所取泥樣為原材料，經(jīng)篩選得到了16株產(chǎn)胞外聚合物的菌株，以zh-14號菌株產(chǎn)量最高。經(jīng)16S rDNA測序，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，鑒定為Burkholderia（伯克霍爾德菌）。進一步對其產(chǎn)胞外聚合物培養(yǎng)基進行優(yōu)化，單因素實驗確定最優(yōu)碳源、氮源分別為蔗糖和NH4Cl;在單因素實驗基礎(chǔ)上，以蔗糖、NH4Cl和MgSO4

3、為變量，采用Box-Behnken設(shè)計進行響應(yīng)面優(yōu)化，最終確定產(chǎn)胞外聚合物的最優(yōu)發(fā)酵條件組合為蔗糖21.0 g/L，NH4Cl1.1 g/L，MgSO40.2 g/L，KH2PO41.0 g/L，Na2HPO4·12H2O2.0 g/L，CaCO31.5 g/L，變量間兩兩交互作用不明顯。
　　胞外聚合物組成的測定結(jié)果表明其主要由多糖組成，含量約47％。實驗發(fā)現(xiàn)利用DEAE離子交換樹脂純化后的多糖特性粘度為800.6 mL/g;進

4、一步采用HPLC測定了其單糖組成，結(jié)果顯示主要單糖組成為甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和巖藻糖，比例為0.06∶0.19∶1.00∶0.09∶0.48，此外還含有少量半乳糖醛酸。
　　最后，測定了不同胞外聚合物濃度下浮泥沉降性能，結(jié)果顯示隨EPS濃度增大浮泥沉降速度變緩，當EPS達到0.8 g/L時，實驗期間內(nèi)未檢測到浮泥的沉降。通過表面電荷、粒徑及粘度的變化，推測胞外聚合物延緩浮泥沉降機理可能為:胞外聚合物與帶負電浮泥顆粒作