论文部分内容阅读
微生物胞外多糖(exopolysaccharides, EPS)是由多糖、蛋白质、核酸和脂类等物质组成的复杂大分子物质。EPS具有絮凝、聚合细胞、防止外界有害物质侵入等功能。此外,EPS在重金属离子的生物吸附中发挥重要作用。工业废水及生活污水中含有大量的有毒重金属离子,对人类身体健康造成严重的威胁。虽然现已采用多种方法,如化学沉降、离子交换、过滤等来处理这类废水,但仍存在一些不足,如选择性差、金属离子去除不彻底、费用高等。而多糖生物吸附性的发现为治理重金属污染带来了新的途径。分别以蔗糖、葡萄糖和淀粉为碳源,通过液体发酵节杆菌Arthrobacter sp. ps-5制备粗糖样品,分别命名为：EPSSuc, EPSGlu和EPSsta。分析了EPS的结构组成,测定了EPS的絮凝性和吸附金属离子的性能,探讨了EPS吸附性能的机理。研究结果如下：1.经乙醇沉淀、Sevag法脱蛋白后得到粗糖样品,经DEAE-52纤维素柱层析、Sephadex G-100葡聚糖凝胶柱层析、透析、冷冻干燥等方法纯化。紫外光谱表明纯化后的EPS不含蛋白质和核酸。薄层层析法测得三种多糖均主要由葡萄糖和半乳糖组成。ps-5利用不同碳源产生的EPS相对分子质量存在差异。2.EPS生物絮凝实验表明：EPS对高岭土的絮凝需要Ca2+为助凝剂,最大絮凝率为91.45%；对活性炭的絮凝需要K+为助凝剂,最大絮凝率为81.07%。3.EPS吸附实验表明：EPS对Pb2+、Cu2+和Cr6+都具有较好的吸附效果。单因素实验优化EPS对Pb2+、Cu2+和Cr6+的吸附条件：EPS浓度分别为1.Omg/mL,1.0mg/lnL和0.8mg/mL,吸附体系pH值分别为5.5、5.0和6.0；吸附时间均为2h时,EPS对三种金属离子的吸附容量分别为：225.40mg/g、183.67mg/g和86.97mg/g。在Ca2+和K+存在时,EPS对Pb2+、Cu2+和Cr6+的吸附容量明显减小,而且随着Ca2+和K+含量增大,吸附容量减小程度越大。说明吸附体系中的共存阳离子抑制了EPS对目标金属离子的吸附性能。4.EPS的结构测定表明：EPS中所含酸性多糖与中性多糖的比率可以影响EPS吸附金属离子的性能,酸性多糖的比率越高,多糖的吸附性能越好。5.EPS吸附金属离子前后红外谱图的变化表明：多糖所含的O-H、C=O、-COOH和C-O-C是多糖与金属离子发生作用的主要官能团。