胞外聚合物在細菌吸附銅離子中的作用及機理研究.pdf

1、胞外聚合物(EPS,Extracellular Polymeric Substances)是細菌新陳代謝主動分泌或細胞裂解釋放的一些大分子有機物的混合體,在細菌吸附重金屬過程中有重要的作用。本文以枯草芽孢桿菌(B.subtilis,Bacillus subtilis)和惡臭假單胞菌(P.putida,Pseudomonas putida)為供試菌株,選取重金屬銅離子為對象,結(jié)合傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、電位滴定、等溫滴定微量熱(I

2、TC)等技術手段,系統(tǒng)研究了EPS在細菌吸附銅離子過程中的作用,EPS與銅離子相互作用的機制,以及針鐵礦-EPS復合體對銅離子的吸附機制,以期為土壤和水體的生物修復提供理論依據(jù),主要內(nèi)容如下:
　　 1.明確了EPS在細菌吸附重金屬過程中的作用,結(jié)合電位滴定、FTIR技術初步揭示了去除EPS前后的細菌吸附Cu(Ⅱ)的機制?？莶菅挎邨U菌和惡臭假單胞菌EPS被去除后,細菌表面所含的官能團種類沒有發(fā)生變化,均含有羧基、磷?；?、羥基或氨

3、基,但表面官能團濃度顯著降低。EPS的存在可顯著增加細菌對Cu(Ⅱ)的吸附量,在陽性菌B.subtilis表面,這種促進效果更為明顯。EPS去除前后的枯草芽孢桿菌和惡臭假單胞菌在吸附Cu(Ⅱ)的過程中,磷?；汪然鹆酥饕饔?。
　　 2.闡明了B.subtilis的EPS吸附Cu(Ⅱ)的機理。EPS對Cu(Ⅱ)的最大吸附量達到573.77 mg g-1,顯著高于細菌的吸附量。EPS對Cu(Ⅱ)的吸附過程符合二級動力學方程,表明

4、EPS表面質(zhì)子與Cu(Ⅱ)的分配和交換的化學吸附是主要作用力。EPS對Cu(Ⅱ)的吸附是吸熱、熵增的反應過程,EPS中羧基的C=O和磷酰基團的P=O通過配位交換與Cu(Ⅱ)結(jié)合,形成了內(nèi)圈絡合物。
　　 3.摸索了B.subtilis的EPS與針鐵礦(Goe.)的復合條件,初步查明了針鐵礦-EPS復合體對Cu(Ⅱ)的吸附機制。針鐵礦與EPS復合比例為4:1,體系pH為3,反應30 min可得到EPS最大吸附的復合體。針鐵礦-EP