生物膜及活性污泥胞外聚合物的提取及其對重金屬離子的吸附研究.pdf

1、胞外聚合物(EPS，Extracellular Polymeric Substances)是微生物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，在微生物吸附重金屬過程中有重要作用。本文以自然水體生物膜混合菌群和從活性污泥中篩選的C2菌株為供試菌株，選取Pb2+，Cd2+，Ni2+，Cu2+為吸附對象，結(jié)合原子吸收、掃描電鏡、傅里葉變換紅外光譜等技術(shù)手段，系統(tǒng)的研究了EPS的提取方法，影響EPS產(chǎn)量的因素及EPS對重金屬離子的

2、吸附過程，旨在為水體中重金屬的生物吸附去除提供理論依據(jù)。
　　 通過比較分析清水法、超聲波法、K2HPO4法、NaOH法和EDTA法5種方法對自然水體生物膜胞外聚合物的提取，得出NaOH法較其他4種方法更為突出，該法所提取的多糖和蛋白分別為58.35mg/L和42.93mg/L。從DNA量占提取物總量的百分比來看，5種方法對細胞破碎的影響差別并不大。確立了NaOH法提取生物膜胞外聚合物的最適條件:萃取劑濃度2.5mol/l，萃取

3、時間2.5h，分離轉(zhuǎn)速8000r/min。
　　 在生物膜胞外聚合物吸附鉛離子的試驗中發(fā)現(xiàn)，鉛離子初始濃度為10mg/L、pH5時吸附率最大，可達到92％以上;EPS的濃度越大對鉛離子的吸附效果越好。利用從自然水體生物膜中制備的EPS作為吸附劑，對Pb2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+等重金屬離子進行了生物吸附，其紅外光譜分析表明，羥基和酰胺基是EPS吸附重金屬離子的主要官能團。
　　 從合肥望塘污水處理廠曝氣池中的活性

4、污泥里分離篩選出一株生長較快、產(chǎn)量較高且對鉛離子有較高吸附效率的菌株C2，并對其進行了分子生物學(xué)鑒定。通過16S rDNA序列分析，確定了其分類學(xué)地位，其16S rDNA的長度為1417bp，經(jīng)鑒定該菌為克雷伯氏菌屬(Klebsiella sp.)。通過單因子試驗發(fā)現(xiàn)，當培養(yǎng)基pH為7，培養(yǎng)溫度為35℃，以乳糖為碳源，以蛋白胨為氮源時，C2菌株合成的EPS量最大，可達到50mg/100ml菌液。
　　 C2菌株在Pb2+初始濃度

5、為10mg/L，初始pH為5時吸附率最高，達到91％，隨著EPS濃度的增大，重金屬離子的吸附效率也越來越高，這點與生物膜胞外聚合物對重金屬離子的吸附情況類似。
　　 通過離子色譜分析了生物膜胞外聚合物和活性污泥細菌胞外聚合物中的多糖組分，表明生物膜胞外聚合物多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖和2種未知成分組成，它們的相對含量分別為18.5％，34.7％，15.5％，11.7％。C2菌株合成的胞外多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖