环境与可持续发展
2009年第2期ENVI RON MENT AND SUSTAI NABLE DEVELOP MENT No12,2009
微生物絮凝剂的絮凝机理及应用研究
赵凤张蔚萍胡庆华
(九江学院化学化工学院，江西九江,332005)
=摘要>微生物絮凝剂是一种新型的絮凝剂，本文对微生物絮凝剂的絮凝机理，影响微生物絮凝剂形成的因素及其在环境工程中的应用进行了综述，并对其发展问题做了探讨。八年级上册英语练习册答案
=关键词>微生物絮凝剂；絮凝机理；影响因素；应用
中图分类号:X70311文献标识码:A文章编号:1673-288X(2009)02-0006-03
微生物絮凝剂是利用生物技术，从微生物体或其分泌物中富集、分离、筛选、纯化而获得的一种安全、高效、无二次污染、易生物降解的新型水处理絮凝剂。微生物絮凝剂可以克服无机高分子和有机合成高分子絮凝剂本身固有的缺陷，因此而成为国内外科学工作者竞相研究和开发的热点之一。近年来，生物
絮凝剂的研究开发取得了很大的进展，已分离、鉴定和培养出多种能够分泌出具有絮凝效果的高分子化合物的微生物，并且也取得了初步的成效，但由于微生物自身的特点使菌体生长受到很多因素的制约，并且由于微生物的培养成本较高，使其在工业化生产和应用受到一定的限制，所以我们应该对微生物絮凝剂的絮凝机理、培养条件、应用等方面做进一步的研究，从而得到优化的培养基、高效的微生物絮凝剂产生菌，进而对微生物絮凝剂与其他无机或有机高分子絮凝剂及无机试剂的配伍使用情况做更高层次的探讨，使试验达到投料量少，成本低，絮凝率高的效果。
浪费资源的行为；把节能、节水、节财、节粮、垃圾分类回收及减少一次性用品的使用等逐步变为每个公民的自觉行为。
进行提高循环经济的社会认知工作时，注意宣传实际效果，增强公众对循环经济的感性认识。一方面要有所分工，针对不同人及其社会需要有不同的宣传形式，使社会各阶层及时、准确地了解循环经济的内涵及外延。另一方面大众传媒加强配合，广泛传播循环经济的政策及工作进展，加大循环经济工作的透明度。
社会认知不能简单等同于社会告知，大众传媒在向社会宣传循环经济的同时，还要及时接受公众反馈意见及建议，并将其纳入到政府开展有关循环经济工作的参考意见之中，鼓励和支持公众的创造精神，形成公众参与、公众受益及公众监督下的循环经济系统。媒体的广泛宣传，为循环经济发展创造了良好的社会氛围162。
5结语
中国目前的循环经济社会认知水平较低，一定程度上阻碍了循环经济的发展。充分利用大众传媒的影响力进行宣传，可以为循环经济发展建立广泛的社会基础。政府要勇于面对公众认知与参与过程中出现的各种各样困难与阻力，将循环经济理念的宣传工作扎扎实实进行下去。
参考文献
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作者简介：赵慧坤(1977-)，女，河南商丘人，硕士，工程师，主要从事环境评价与环境管理方面的工作。
赵凤等：微生物絮凝剂的絮凝机理及应用研究#7#
1微生物絮凝剂的絮凝机理
目前，国内外在微生物絮凝剂絮凝机理方面.只是提出了一些假说，如电中和作用、架桥学说、fried-man菌体外纤维素行为学说、B utterfieId粘质假说、病毒假说、离散细胞和伸展桥键之间的三维基质模型假说等。但到目前为止，最让人接受的絮凝机理是/架桥作用0，比较流行的是离子键、氢键的结合说。
刘志勇等112通过对煤泥水微生物絮凝剂絮凝机理的研究，把微生物在溶液中看成带电胶体，在煤泥水絮凝时和相反电性煤泥水颗粒发生电性中和压缩双电层，使煤泥水中的颗粒相互靠近发生絮凝，微生物絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力同时吸附煤泥水多个胶体颗粒，在颗粒间产生/架桥0现象，形成一种网状的三维结构，同时在重力作用下沉淀，把煤泥水中的颗粒作为晶核或者吸附粘质网捕，最后沉淀下来；罗平通过对RL-2絮凝剂的研究，证明其有效成分是一种高聚物多糖，且絮凝剂
分子链上分布着羟基、羧基等极性基团，经分析，微生物絮凝剂大分子与高岭土颗粒之间架桥的作用力主要来自氢键，絮凝剂大分子通过氢键与多个无机或胶体颗粒结合，并在颗粒间产生/架桥0现象，所以其为在氢键作用下的/架桥0机理模式；王曙光等122通过红外光谱对从土壤中筛选出一株产气肠杆菌进行结构分析可知，该微生物絮凝剂的主要成分为多聚糖和蛋白质类高分子，分子中所含阴离子基团较多，并且含有较多的吸附活性基团，如氨基、羧基、羟基等，其絮凝机理为/吸附架桥0作用；朱艳彬132通过对微生物絮凝剂HI TMO 的研究，证明其絮凝过程是由于蛋白质等两性电解质的电中和作用以及蛋白质、多肽、多糖类物质和纤维素等的代谢残留物共有的吸附架桥作用共同作用的结果；马放等认为尽管在复合型生物絮凝剂(C BF)和高岭土之间絮凝过程中存在架桥作用，但主要是靠离子键结合。但是一些絮凝反应机理并不能用离子键、氢键学说很好地解释，如张永奎等142认为由菌Z-67所产生的微生物絮凝剂MB F133与高岭土颗粒之间既非离子键结合也非氢键结合。
因为微生物絮凝体的形成是一个复杂的过程，可能是多种机理作用的结果，所以微生物絮凝剂的絮凝机理还有待于进一步的研究。
2微生物絮凝剂的影响因素
细菌在进行新陈代谢的过程中，必须要有足够的营养物质以组成细菌细胞的各种成分和提供必要的能量，最基本的营养物质是水、氮源、碳源、无机盐、生长因子。选择好高效的碳源和氮源才能为微生物的生长提供优良环境，进而产生絮凝率高的菌种。211碳源和氮源
微生物在生长和发酵产生微生物絮凝剂的过程中，由于自身的需求和生长特点，所需要的碳、氮源的种类和数量各不相同。柯芝兰等152通过单因子实验，确定了菌B212产絮凝剂的最佳碳源是蔗糖，以尿素做氮源时絮凝率更高；崔丽等162研究C3菌生成的微生物絮凝剂MB FC3的絮凝效果，其中以果糖为碳源时,MB FC3对高岭土悬浮液的絮凝率最佳，以(NH4)2SO4为氮源时，其对高岭土的絮凝率可达9513%；朱丹等研究的微生物絮凝剂，以葡萄糖为碳源得到的培养液的絮凝活性最高，以淀粉得到的培养液絮凝活性最低，无机氮做氮源得到的絮凝剂絮凝活性优于有机氮，其中以Na NO3作氮源时活性最高。但是并不是所加的碳源或氮源的种类越多越好，钟文文172以单一氮源硝酸钠、酵母膏、脲、硫酸铵和氯化铵分别替代筛选培养基中的复合氮源(酵母膏+脲+硫酸铵)，且保证氮原子浓度不变，结果表明酵母膏作为单一氮源，其发酵液的絮凝率最高，达到91177%，这说明某单一碳源或氮源可以替代复合碳氮源。
212适宜的碳氮比
适宜的碳氮比是影响絮凝微生物产絮凝剂的一个重要因素，钟文文培养的127菌株在察氏培养基中絮凝效果最好时的氮源为NaNO3，最好时的碳源为蔗糖，此试验最佳的碳氮比为24107，絮凝率可达9218%；宫小燕等182发现，以葡萄糖为碳源，与其他氮源相比，多黏类芽孢杆菌以黄豆饼粉为营养物生成的絮凝剂效果最好，当黄豆饼粉浓度为011%时，絮凝剂活性可达达9816%，浓度继续增加，絮凝活性下降，可知微生物絮凝剂的产生需要一定的碳氮比。
213无机盐
很多实验证明，在缺少其他盐类的情况下培养基中加入C aCl2、NaCl、KH2P O4能够显著地促进其发酵液的絮凝活性。柯芝兰等以氯化钠和硫酸镁替代原培养基中的无机盐时絮凝率均大于80%，以氯化钠替代时絮凝率更高。崔丽等通过部分因子实验，对(NH4)2SO4、FeSO4、KH2PO4、MgSO4、NaCl优化，结果表明(NH
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)2SO4,NaCl絮凝率影响显著，说明在培养基中增大这两种物质的用量对MBFC3的絮凝率有积极的影响。
很多研究表明Ca2+的加入能显著提高絮凝剂的絮凝活性。如：李琳根据胶质芽孢杆菌和酿酒酵母能利用水溶性淀粉和蛋白质的特点，制成复合微生物絮凝菌液，对红薯淀粉废水进行絮凝处理，在少量CaCl2助絮凝下，絮凝效率达到97%。
有研究表明助凝作用与离子的价态有关，三价>二价>一价。但是考虑到三价离子毒性和度会引起二次污染，所以二价离子较好，而加入NaCl时，絮凝
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效果没有什么影响。但是也有文献表明，体系加入盐会降低絮凝活性，可能是由于Na+等离子的加入，破坏了大分子与胶体之间氢键的形成。
这也是由于微生物絮凝剂絮体的形成是个复杂的过程，每一种絮凝剂由于其自身的生理特点而对营养有着不同的要求。
3微生物絮凝剂在环境工程中的应用
微生物絮凝剂不仅应用于废水污水的处理，而且在乳化液油水分离、污泥脱水、重金属离子的去除等领域应用也较为广泛，有研究表明，将微生物絮凝剂与无机或有机高分子絮凝剂复合使用，或向絮凝体系加入微生物絮凝剂和助剂，其处理效果更佳。
鲍立宁192等用B23菌株所产絮凝剂处理废水，结果废水中C OD的去除率为62148%,SS的去除率为84147%。金漫彤1102等研究的微生物絮凝剂L2和T2，对印染废水处理效果较好，其结果为:L就当我们从未爱过
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对C OD、SS、
度的去除率分别为4512%、6510%、8010%，而T
注册表 命令2对其各个指标的去除率分别为2015%、7219%、7510%；金漫彤等用微生物絮凝剂L2和T2，对活性污泥进行处理，处理前污泥体积指数(SVI)为30，处理后L2为20,T2为25，处理前的沉降污泥结构松散且较细，经处理后则粗大而致密，即沉降性能得到了提高。将从Rhodococeus erythropolis中分离出的絮凝剂NOC-1加入已发生膨胀的活性污泥中，它可以使污泥体积指数(SVI)从290下降到50，不仅消除了污泥的膨胀，而且恢复了污泥的沉降能力；董双石等通过对小区生
活污水进行处理，加入含有助剂AlCl
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的微生物絮凝剂来研究对除浊的去除效果，结果表明其可以实现高达9817%的除浊率。
摄影专业4微生物絮凝剂存在的问题及研究方向
微生物絮凝剂与无机、有机高分子絮凝剂相比具有可降解、无二次污染、对人体和环境无害等特点，其应用前景是不可估量的。但目前此类技术还存在许多问题有待于研究，相应地就形成了今后一段时间里微生物絮凝剂的研究方向:
(1)微生物絮体的形成是一个复杂的过程，目前其机理还不很清楚，所以为了研究特定的絮凝剂和胶体颗粒的组成、结构、电荷及各种反应条件对絮凝的影响，需要用更先进的技术来探究微生物的絮凝机
理。
(2)微生物培养过程中所需的碳源、氮源价格昂贵，致使生产成本高，严重地制约了微生物絮凝剂的工业化应用。利用廉价原料或废弃物(机质丰富的污水废水、纤维素、秸秆等)优化生产路线，降低微生物絮凝剂生产成本将成为打破生物絮凝剂发展/瓶颈0的重要手段。
(3)实际污染物是一个十分复杂的混合体系，用单一絮凝剂处理，一般很难达到要求。研究微生物絮凝剂与无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂的复配使用及复合菌的培养将是微生物絮凝剂发展的一个方向。
(4)目前微生物絮凝剂产量不高，影响了絮凝剂的处理效果，增加了工业化应用的成本。如何有效利用生物技术(如：原生质体融合技术)和克隆技术对微生物絮凝剂进行培养，进而进行培养条件、絮凝条件的优化，并充分利用克隆技术研究生物絮凝剂的基因控制与表达，从而对絮凝机理做进一步的研究，这将是微生物絮凝剂的又一研究重点。
(5)微生物絮凝剂的絮凝效果不是很稳定，沉降速度较慢。如果把高效絮凝菌和固定化技术结合起来，可能会大大提高絮凝效果的稳定性和絮凝剂的沉降速度。
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九江学院校级项目：微生物絮凝剂的制备与应用研究(08KJ)作者简介：赵凤(1984-)，女，河北承德人，在校本科生，研究方向：水污染控制工程。
通讯作者：张蔚萍(1980-)，女，江西都昌人，硕士研究生，讲师，研究方向：水污染控制工程。