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(xì)胞裂解釋放的一些大分子有機(jī)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(xì)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(dá)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(jìn)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(tuán)。
　　 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(jìn)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(dāng)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(dá)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(dá)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(xì)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