[自然科学]微生物吸附剂
一种提高微生物法制备的过氧化氢酶保存稳定性的方法
一种提高微生物法制备的过氧化氢酶保存稳定性的方法提高微生物法制备的过氧化氢酶保存稳定性是一个重要的研究课题，本文将探讨一种提高过氧化氢酶保存稳定性的方法。
过氧化氢酶是一种重要的酶类，在生物和工业上具有广泛的应用。
然而，过氧化氢酶易受到温度、酸碱度、金属离子、氧化物等环境因素的影响，容易失去酶活性，限制其应用。
因此，提高过氧化氢酶的保存稳定性对于充分发挥其酶活性具有重要意义。
一种可行的方法是使用吸附剂对过氧化氢酶进行固定，以提高其热稳定性和抗酸碱性。
具体的实施步骤如下：第一步：选择适合的吸附剂。
在选择吸附剂时，应考虑吸附剂与酶的相互作用力强度，以及吸附剂本身对酶活性的影响。
常用的吸附剂有聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯醇-b-聚丙烯醇共聚物（PVA-b-PAA）等。
实验中可以通过与不同吸附剂接触，并测定吸附剂对酶活性的影响，选择适合的吸附剂。
第二步：调整吸附剂的浓度。
在吸附剂的选择确定后，需要进一步确定吸附剂的浓度。
实验中可以通过调整吸附剂的浓度，接触一定时间后测定酶的活性，并选择吸附剂浓度对酶活性影响最小的浓度。
第三步：进行酶的吸附固定。
将酶与吸附剂接触一定时间，使酶分子与吸附剂表面相互作用，发生吸附。
可以通过静态吸附或者动态吸附的方式进行实验。
实验中可以控制吸附剂与酶的接触时间，以及温度、酸碱度等条件，以达到最佳吸附效果。
第四步：测定吸附剂固定过氧化氢酶的性质。
通过测定吸附剂固定过氧化氢酶的性质，如稳定性、热稳定性、抗酸碱性等，评估吸附剂对过氧化氢酶的影响。
可以通过测定酶活性、酶动力学参数、催化效率等指标进行评价。
第五步：优化吸附剂固定过程条件。
可以通过改变吸附剂的浓度、吸附剂与酶的接触时间、温度、酸碱度等条件，进一步优化吸附剂固定过程的条件，以提高过氧化氢酶的保存稳定性。
总结：通过使用吸附剂对过氧化氢酶进行固定，可以提高酶的保存稳定性，保护酶的活性，从而增加其在生物和工业上的应用。
本文介绍的方法可以为进一步的研究提供参考，为提高过氧化氢酶保存稳定性提供一种新的思路。
生物吸附
铬
是生物必需元素，也是有毒污染元素。铬的污 染来源主要是主要是采矿场、选矿厂、电镀、冶炼、 制革,印染、制药等工业废水与烟尘污染。 六价铬的毒性最大，三价次之，二价毒性最小。 铬的化合物常以溶液、粉尘或蒸汽的形式污染环境， 危害人体健康，可通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜 侵入人体。铬对人体的毒害为全身性的，对皮肤粘膜 的刺激作用，引起皮炎、湿疹，气管炎和鼻炎，引起 变态反应并有致癌作用，如六价铬化合物可以诱发肺 癌和鼻咽癌，对人的致死量为5克。
无机微沉淀
是金属在细胞壁上或细胞内形成无机沉淀 的过程。
废水中重金属来源 汞
全球每年消耗量约10000吨，一半用于漂 白纸浆的氯气的生产，一半用于电池和开关齿 轮的生产。世界卫生组织报告每日摄入量为 0.3mg如为甲基汞，应小于0.2mg。 汞进入人体变为有机汞，影响神经系统损害。
汞中毒历史事件
生物吸附剂与重金属去除
生物吸附剂 利用微生物对重金属的吸附作用，以微生物 材料（细胞或细胞的成分）为主要成分用于吸 附转移重金属的产品称为生物吸附剂。
生物吸附机理
生物吸附的机理主要有 络合 螯合 离子交换 转化 吸收 无机微沉 淀 金属的生物吸附是许多作用共同起作用的。 对枯草芽孢杆菌，根霉的吸附作用研究比较广 泛。
生物吸附剂与菌的特异性、与pH等相关。
金的生物吸附
使用装有硅胶固定的海藻细胞柱，使用 pH1.5的四氯金酸溶液上柱，然后用盐酸洗脱， 可以重复50次而没有柱操作的损失。 可以使用这种方法从海水中吸附金，柱用 硫脲洗脱。
铀的生物吸附
海藻生物吸附剂可用于从各种水中吸附 铀。发现碳酸根离子存在强烈抑制C.vulgaris 铀的吸附。
1950年代日本九州水俣市及其附近地区，氮肥厂排出的含汞废 水污染海水，汞受水底微生物作用而转化为甲基汞。水俣湾附近 渔村陆续出现神经系统疾病患者，1956年报道的首批病人，主 要症状为肢端麻木、感觉障碍、视野缩小。以后在患者中陆续发 现上肢震颤、共济失调、发音困难、视力和听力障碍、智力低下、 精神失常等临床所见。经过调查证实该病是长期食用被甲基汞污 染的鱼类和贝类所致的甲基汞中毒，并定名为水俣病。据报道70 年代日本正式确定为水俣病的病人达784名，有103名已死亡， 另外尚有约3000名属可疑病人。甲基汞可通过胎盘进入胎儿体 内致先天性水俣病。也可通过母乳进入婴儿体内。
微生物对重金属的吸附作用
微生物对重金属的吸附作用时间:2010-09-0314:55作者:普惠除尘设备微生物的吸附作用是指利用某些微生物本身的化学成分和结构特性来吸附废水中的重金属离子.微生物对重金属的吸附作用微生物的吸附作用是指利用某些微生物本身的化学成分和结构特性来吸附废水中的重金属离子，通过固液两相分离达到去除废水中的重金属离子的目的。
生物吸附剂为自然界中丰富的生物资源，如藻类、地衣、真菌和细菌等。
微生物结构的复杂性以及同一微生物和不同金属间亲和力的差别决定了微生物吸附金属的机理非常复杂，至今尚未得到统一认识。
根据被吸附重金属离子在微生物细胞中的分布，一般将微生物对金属离子的吸附分为胞外吸附、细胞表面吸附和胞内吸附。
1.1.1胞外吸附一些微生物可以分泌多聚糖，糖蛋白，脂多糖，可溶性氨基酸等胞外聚合物质(extracellularpolymericsubstances，EPS)，EPS具有络合或沉淀金属离子作用。
如蓝细菌能分泌多糖等胞外聚合物，一些白腐真菌可以分泌柠檬酸(金属螯合剂)或草酸(与金属形成草酸盐沉淀)。
Suh等研究发现，当茁芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)分泌EPS时，Pb2便积累于整个细胞的表面，且随着细胞的存活时间增长，EPS的分泌量增多，积累于细胞表面的Pb2水平就越高，从最初的56.9上升到215.6mg/g(干重);当把细胞分泌的EPS提取出来后，Pb2便会渗透到细胞内，但Pb2的积累量显著减少(最高量仅为35.8mg/g干重)。
1.1.2细胞表面吸附细胞表面吸附是指金属离子通过与细胞表面，特别是细胞壁组分(蛋白质、多糖、脂类等)中的化学基团(如羧基、羟基、磷酰基、酰胺基、硫酸脂基、氨基、巯基等)的相互作用，吸附到细胞表面。
如将酵母细胞壁上氨基，羧基，羟基等化学基团进行封闭，则会减少其对Cu2的吸收量，表明这些基团在结合Cu2方面具有重要的作用，这也间接证明了细胞壁上蛋白质和糖类在生物吸附中的作用。
生物吸附剂及其应用
ｗａ ｔ ｗａ ｅ ｒ ａ ｍ ｅ ｔｆ ｒｐ ｅ ｉ ｕ ｔ ｌｒ ｃ ｖ ｒ ． Ｔｈ ｓ ｒ ｖ ｅ ｒ ｐ ｒ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｃ ｉ ｉｉｓ ａ ｄ ｄ ｖ ｌ — ｓ ｅ ｔ ｒ ｔｅ ｔ ｎ ｏ ｒ ｃｏ ｓ ｍｅ ａ ｅ ｏ ｅ ｙ ｉ ｅ ｉｗ ｅ ｏ ｔ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｔｖ ｔｅ ｎ ｅ ｅｏ
活性污 泥 为 吸 附剂 去 除废 水 中 的 Ｐ 。 ｕ 。此后 ，国
内外研 究者 围绕 生物 吸附剂 进行 了广 泛而深 入 的研 究 。早 期 的生物 吸附剂 主要 指微 生物 ，如 原核微 生
生物吸附剂及其在污水处理中的应用
生物吸附剂及其在污水处理中的应用环境污染对人类健康和生态的破坏越来越受到人们的重视。
其中，污水是造成环境污染的主要来源之一。
处理污水是保护环境的重要措施，而生物吸附剂则是一种有效的处理污水的方法之一。
本文将探讨生物吸附剂及其在污水处理中的应用。
一、生物吸附剂的定义生物吸附剂指的是在生物体内或胞外产生的、能够吸附给定的物质的生物体或其分离物。
生物吸附剂可以是细胞、胞外多糖、细胞壁等，具有具体的生物化学组成和特定的空间结构。
生物吸附剂可以吸附对环境不良的物质，如重金属、有机污染物、细菌等，因为它们一般具有高栖息密度、极高的单元表面积和多种各具特殊化学活性官能团的特点。
二、生物吸附剂的种类生物吸附剂可以分为两类：一种是自然生物吸附剂，如藻类、细菌、真菌等；另一种是工程生物吸附剂，如人工培养的微生物、酵母、真菌等。
1、自然生物吸附剂（1）藻类：藻类在鱼缸和水族馆内经常被使用，因为它们有很好的吸附重金属的能力。
（2）细菌：很多细菌都可以吸附和去除重金属和有机物污染物，如铬、铅、镉、汞等。
（3）真菌：真菌有很强的分解能力，可以用于分解有机污染物。
2、工程生物吸附剂（1）人工培养的微生物：通过人工培养和筛选，可以获得一种可以生产出大量高效吸附物质的微生物，例如莱茵衣藻、芽孢杆菌等。
（2）酵母：酵母可以生产多种吸附性化学物质，具有很好的吸附性和生物降解性。
（3）真菌：人工培养的真菌可以生产出大量的多糖物质，具有很好的吸附能力。
三、生物吸附剂在污水处理中的应用生物吸附剂有很好的应用前景，可被用于废水处理、土壤重金属污染修复、食品安全等许多领域。
其中，污水处理是生物吸附剂应用的重要方向。
具体而言，生物吸附剂在污水处理中的应用主要体现在以下几个方面。
1、重金属污染物的去除生物吸附剂可以去除污水中的重金属，如铅、镉、铬、汞等。
生物吸附剂具有高度选择性和特异性，吸附速度快、恢复容易，且可以用于大规模工业污水处理。
2、有机物污染物的去除有机物污染物主要来自于工业生产过程和农业活动。
微生物对环境中重金属的吸附与去除研究
微生物对环境中重金属的吸附与去除研究重金属污染是当前环境问题中的一个重要课题，对生态系统和人类健康造成了严重影响。
而微生物在生态系统中广泛存在，且具有较强的吸附和去除重金属的能力。
本文将重点研究微生物对环境中重金属的吸附与去除，并探讨其机制和应用前景。
一、微生物对重金属的吸附机制微生物对重金属的吸附是通过表面功能基团与重金属离子之间的相互作用实现的。
常见的吸附机制包括吸附剂之间的物理相互作用、静电相互作用、配位作用、离子交换等。
1. 物理相互作用：微生物表面的电荷、溶胀性以及微生物与重金属之间的范德华力等物理性质的差异，导致微生物表面与重金属之间发生物理吸附。
2. 静电相互作用：微生物表面的带电性质与重金属之间的静电相互作用是微生物吸附重金属的重要机制。
不同微生物表面的电荷性质不同，可以吸附不同类型的重金属。
3. 配位作用：微生物表面附着有像羟基、羧基、氨基等含有可配位的官能团，可以与重金属形成配位键，实现重金属的吸附。
4. 离子交换：微生物表面的阳离子可以与重金属离子发生离子交换。
微生物表面的阳离子通过与重金属形成络合物，进而实现重金属的吸附。
二、微生物对重金属的去除机制微生物对重金属的去除主要通过化学和生物两个方面的机制实现。
化学机制包括微生物代谢作用产生的细胞外、细胞内离子、配体和酶等物质与重金属相结合，从而实现重金属的沉淀、还原、氧化等过程。
生物机制则是通过微生物自身对重金属的吸附和吸收，将重金属去除。
1. 微生物代谢产物的作用：微生物在代谢过程中产生的有机酸、胞外封闭物质等可以降低重金属的溶解度，进而促进其沉淀。
2. 活性生物降解：微生物通过酶促反应产生的还原剂，如硫化氢、亚硝酸等，可以将重金属离子还原为较不活跃的形态，从而实现去除。
3. 吸附和富集：微生物对重金属离子具有高度亲和力，可以通过微生物体内的表面及胞内沉积形态，将重金属吸附和富集。
三、微生物吸附与去除重金属的应用前景1. 环境修复：利用微生物对重金属的吸附和去除能力，可以有效地修复受到重金属污染的土壤和水体。
微生物对重金属污染物降解的机制研究与环境治理
微生物对重金属污染物降解的机制研究与环境治理重金属污染是当今环境问题中的一大挑战，对生态系统和人类健康造成了严重威胁。
在环境治理领域中，微生物因其独特的降解机制成为了重金属污染物治理的有效手段。
本文将介绍微生物降解重金属污染物的机制研究，并探讨其在环境治理中的应用。
一、微生物降解重金属污染物的机制研究微生物对重金属污染物的降解机制主要包括吸附、还原、解毒和转化等过程。
1. 吸附：微生物表面的吸附剂能够吸附重金属离子，将其从水体中去除。
这一过程主要发生在微生物的细胞壁上，通过离子交换和配位作用实现重金属离子的吸附。
2. 还原：某些微生物能够通过还原反应将重金属离子还原为金属形式，从而改变其毒性和溶解度。
这一过程通常需要电子供体的提供，微生物通过代谢产生的还原力完成还原反应。
3. 解毒：微生物通过分泌解毒酶降低重金属污染物的毒性。
解毒酶能够与重金属离子结合，形成不可溶的沉淀物，从而减少其对环境和生物的危害。
4. 转化：某些微生物能够将重金属离子转化为无毒或低毒的形式。
例如，一些微生物可以将有机汞转化为无机汞，从而减少其毒性和潜在危害。
二、微生物降解重金属污染物的环境治理应用微生物降解重金属污染物的机制研究，为环境治理提供了重要的参考和应用基础。
下面将介绍微生物在不同环境中的治理应用。
1. 废水处理：微生物菌群能够降解废水中的重金属离子，使其达到排放标准。
通过调节环境条件，如温度、pH值和营养物浓度等，可以提高微生物降解重金属污染物的效率。
2. 土壤修复：微生物在土壤中的活动可以降解土壤中的重金属污染物，从而减轻其对植物生长的抑制作用。
通过添加特定菌剂或改变土壤环境，可以增强微生物对重金属的修复能力。
3. 植物共生：某些微生物与植物根系形成共生关系，促进了植物对重金属污染物的吸收和积累。
这一方式被广泛应用于重金属污染地区的植物修复工程中。
4. 生物矿化：微生物能够将重金属离子转化为可溶性沉积物，从而降低其在环境中的迁移和转化。
【国家自然科学基金】_生物吸附机理_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
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科研热词 推荐指数 生物吸附 11 重金属 4 吸附 4 质量分馏 3 镉 2 铅离子 2 电镀废水 2 生物吸附剂 2 生物作用 2 环境生物学 2 环境工程 2 渗滤液 2 有机污染物 2 微生物 2 土壤 2 黑藻 1 预处理 1 面包酵母菌 1 非线性吸附 1 青霉菌(penicilium sp.) 1 镀锌层 1 锌粉 1 锌同位素 1 银 1 铜同位素 1 铁同位素 1 铀 1 钛系生物医用材料 1 金纳米粒子 1 重金属废水 1 配基 1 辣根过氧化物酶 1 超级电容器 1 解吸 1 表面粗糙度 1 表面活性剂 1 表面吸附作用 1 蜡状芽孢杆菌hq-1 1 葡萄糖氧化酶 1 葡萄糖 1 葡聚糖 1 草酸青霉(penicillium oxalicum)1 苯 1 苄嘧磺隆 1 聚甲基丙烯酸环氧丙酯磁微球 1 耐重金属细菌 1 网络模型 1 络铜活性染料 1 细胞黏附 1 细胞学 1 纳 小球藻 官能团 孔径分布 大豆分离蛋白乳浊液 多肽 多氯联苯 多孔陶瓷 多壁碳纳米管 填埋场 地下水修复 地下水 土壤胶体 土壤修复 固定化 四氯乙烯(pce) 噬菌体展示肽库 吸附等温线 吸附机理. 吸附机理 吸附保留行为 反应动力学 化学发光传感器 动电位 动力学 分配作用 分子筛 分子机制 内毒素 内分泌干扰物 免疫传感器 低温环境 亲水组分 亲和 二氧化碳 乳析 中孔碳材料 丝瓜瓤 κ -卡拉胶 sf6 pcr langmuir等温线 fe(oh)3凝胶 cu~(2 ) cuso4·5h2o结晶 cu2+ cd~(2 ) 99mtc标记
【国家自然科学基金】_微生物吸附_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
纤维素吸附结构域 纤维素 纤维二糖水解酶 絮凝作用 粉煤灰 粉末活性炭 离子性质 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶(pepck) 磷去除 碘 硝基苯 硅酸盐细菌 砷形态 矿化垃圾 石灰中和法 相互作用 生物降解 生物膜反应器 生物沉淀 生物污泥 生物处理 生物吸附剂 生物再生 环境工程 环境响应 煤矿废水 炭疽毒素受体 炭疽毒素 炭疽保护性抗原 滞后效应 溶 水稻秸秆 水力负荷 氮转移 氨氮 氢键 毒素 正十六烷 有机物 曝气生物滤柱 放射性核素 挂膜启动 抑藻效应 微生物絮凝剂 微生物处理
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生物科技-生物吸附剂及其吸附性能研究进展 精品
生物吸附剂及其吸附性能研究进展黄娜（华南师范大学化学与环境学院环境科学专业，广州 510006）摘要:用微生物体来吸附水中的重金属是一项新兴的废水生物处理技术。
藻类、细菌、真菌等是生物吸附剂的来源,它们对多种重金属都有较好的吸附去除效果。
文章从细胞壁的结构特性概述了藻类、细菌、真菌等对重金属吸附的机理,介绍了它们的吸附性能。
关键词:微生物生物吸附剂重金属废水处理现代工业的发展会产生大量含重金属废水,重金属进入生态环境后,不像有机物那样能被降解,而是通过食物链进一步富集,对环境和人体健康造成危害,如震惊世界的水俣病、骨痛病事件。
人们处理废水中的重金属一般采用物理化学方法(沉淀、离子交换、吸附、电解、膜分离、氧化还原等),当水中的重金属浓度较低时,不仅去除率不高,还存在运行费用高的问题[1]。
目前新兴的去除技术———生物吸附技术,愈来愈受到人们的关注。
生物吸附是利用生物体及其衍生物来吸附水中重金属的过程。
重金属离子对生物体有很强的毒害作用,超过一定的浓度就会抑制生物生长或使生物体死亡,有的微生物如某些藻类、细菌、真菌,本身或是经过驯化以后对重金属有一定的耐受性,能够除去水中的重金属离子。
与传统的处理方法相比,生物吸附具有以下优点[2]:(1)在低浓度下,金属可以被选择性的去除;(2)节能、处理效率高;(3)操作时的ｐＨ值和温度条件范围宽;(4)易于分离回收重金属;(5)吸附剂易再生利用。
1 藻类生物吸附剂1.1来源。
全球已知的藻类约4万种,在自然界中分布甚广,绝大多数为水生或生长在阴暗的岩石、墙角、树杆和土壤等表面,是最容易观察到的一种微生物,常常用来指示水体、生态系统及营养条件的变化。
研究发现,藻类细胞具有吸附重金属的能力。
因此,可选择吸附性能良好的藻类作为吸附剂的生产原料,如海藻,其数量大,容易收集,有一些地方还可人工培养,尤其在沿海地区,来源十分丰富。
1.2细胞壁结构特性。
当微生物体暴露在金属溶液中时,金属离子直接接触的是细胞壁,微生物细胞壁的化学组成和结构决定着金属与它的相互作用特性。
核废水处理中的生物处理技术研究进展
核废水处理中的生物处理技术研究进展随着核能的广泛应用，核废水的处理和处置成为了一个全球性的问题。
核废水中的放射性物质对环境和人类健康造成潜在的风险，因此，开发高效、安全的处理技术对于核废水管理至关重要。
在核废水处理中，生物处理技术因其高效、低成本和环境友好等优势而备受关注。
本文将介绍核废水处理中的生物处理技术的研究进展，并探讨其应用前景。
一、生物处理技术概述生物处理技术是利用微生物、植物或其它生物体对废水中的有机和无机污染物进行降解、转化或吸附的一种处理方法。
在核废水处理中，生物处理技术主要包括生物吸附、生物降解和生物转化三种方式。
1. 生物吸附：生物吸附是指利用微生物细胞表面的吸附剂，将废水中的放射性物质吸附到细胞表面，从而实现废水净化的过程。
该方法不仅可以高效地去除废水中的放射性核素，而且对于放射性物质的稳定性和安全性也有很好的控制。
2. 生物降解：生物降解是指利用微生物降解剂，将废水中的有机污染物转化为无害的物质。
在核废水处理中，生物降解可以有效地去除废水中的有机物，减少废水对环境的污染。
3. 生物转化：生物转化是指利用微生物转化剂，将废水中的污染物转化为有用的物质。
在核废水处理中，生物转化可以将废水中的放射性物质转化为无害的物质或者回收利用。
二、生物处理技术的研究进展近年来，随着生物学、环境科学和工程技术的发展，核废水处理中的生物处理技术取得了一系列重要的研究进展。
以下将介绍几个具有代表性的研究成果。
1. 微生物吸附剂的筛选与改进在核废水处理中，选择合适的微生物吸附剂对于提高废水处理效率至关重要。
研究人员通过筛选和改进微生物吸附剂，提高了其对放射性核素的吸附能力和选择性。
例如，利用改进的微生物吸附剂可以实现对废水中铀、锶等放射性核素的高效吸附，并减少对环境的污染。
2. 微生物降解剂的优化与应用微生物降解剂的优化与应用是核废水处理中的另一个研究热点。
通过筛选和改进微生物降解剂，研究人员可以提高其对废水中有机物的降解能力和适应性。
生物吸附剂在废水处理中的应用
作者 简介
姚 江 ，２ｏ年 毕 业 于 西 南石 油 学 院石 油 工程 专业 ，助理 ０５
（收 稿 日期 ： ２ １ ０ ２ ７）
工程 师， 目前从 事油 田开发 工作
根据近年来国内外的研究成果 ，生物吸附剂的吸附机理 主要可 以 归纳为细胞外吸附机理 、细胞 表面吸附仉理 和细胞 内吸附机理 。
（） １ 细胞 外吸附机理 。微生物具有分 泌糖蛋 白、脂多糖和可溶 性缩氨酸等细胞外多聚糖 （Ｐ ） Ｅ Ｓ的能力 ，而这些 Ｅ Ｓ Ｐ 物质普遍含 有一定 数量能够吸附重金属的负电荷基团 ，对重金属有较强的吸附能力。 （） ２ 细胞 表面吸附机理 。生物吸附 剂的细胞壁是包在细胞表面 最 外层的 、坚 韧而略 带弹性 的薄膜 ，其主要 成分包括肽 聚糖 、蛋白 质 、脂类磷酸盐等。从分子结构层面来看 ，当生物吸附荆处于环境污 染暴露时 ，重金属离子和微量难降解有机物分子遇到的第一层生 物屏 障就是细胞 壁 ，而细 胞壁 中含 有众 多能够与之 进行配位络 合的官能 团，例如羧基 、羟基 、 基 、胺基 、巯基 、胍基 、酰胺基 、 羰 磷酰基 、 硫酸酯基和眯唑基等 。细胞表面吸附机理具体包括配位络合 、 离子交 换 、静 电交感 、氧化还 原和无 机微沉 淀等５ 个方面 。 （） ３ 细胞 内吸附机理 。生 物吸附剂 的细胞 内吸附是一个依赖于 活体新陈 代谢并消耗能量的过程 ，因此属于主动吸附模式 ， 通常情况 下由活体生物吸附剂起作用 。经转运穿过细胞壁 、细胞膜进入细胞 内 部的重金属离子和微量难降解有机物分子 ，可能被继续转运至一些亚 细胞器进行沉淀 ， 可能被转化 为其它物质而形成生物积累。 也
简述吸附质被吸附剂吸附的过程
简述吸附质被吸附剂吸附的过程吸附是指一种物质在另外一种物质表面上附着的现象，涉及到吸附剂和吸附质两个物质。
例如，在有机玻璃表面上，水珠在表面停留是由于水分子被吸附在表面上。
吸附过程是物质的表面现象之一，也是广泛存在于自然界和工业生产中的重要现象之一。
吸附过程可以被归类为三种类型：物理吸附、化学吸附和生物吸附，每种类型均由不同的机理和方式组成。
1. 物理吸附物理吸附是指吸附剂和吸附质之间的物理相互作用，通常涉及到范德华力和静电相互作用。
当两个物质接近时，吸附剂的表面吸引吸附质分子，并将分子“强烈地”拉近吸附剂表面，形成一个薄的吸附层。
随着温度的升高，吸附质分子变得更加粗糙，并呈现不规则排列的状态。
物理吸附过程不消耗能量，吸附强度一般较弱，也可以被外部力量（例如冲洗）移除。
2. 化学吸附化学吸附是吸附剂和吸附质之间形成化学键，大部分情况下是共价键。
当吸附质和吸附剂表面化学官能团发生作用时，它们会形成一个新的化合物，吸附质分子被更紧密地固定在吸附剂表面。
这种吸附过程通常需要提供能量，因为化学键的形成是需要能量的，吸附强度比物理吸附要大，难以被化学诱导清除。
3. 生物吸附生物吸附是指由微生物（如细菌）来吸附其他物质，也包括多肽、DNA、酵素和抗体等生物分子。
生物吸附通常通过将吸附质周围的物质聚集在一起，例如利用丝状分子聚集的特性将微生物附着在底板上。
生物吸附在环境保护和医疗领域中具有重要的应用。
综上所述，不同类型的吸附过程具有不同的机理和特征，但它们都是涉及到吸附剂和吸附质之间的相互作用。
吸附过程已经被广泛应用于许多领域，例如环境保护、化学工业和医疗领域等。
通过了解各种吸附过程的特征和机理，我们可以更好地理解它们的应用和优化各种工业流程。
吸附剂的再生方法
吸附剂的再生方法吸附剂（或称吸附剂材料）用于去除废气或废水中的污染物，如有机物、重金属等。
当吸附剂达到饱和或降低吸附性能时，需要进行再生。
吸附剂的再生方法主要有以下几种：1. 热解再生法：热解再生是将含污染物的吸附剂加热至较高温度，使其脱附污染物。
常用的热解再生方法有烘干、焙烧和高温脱附等。
烘干：将吸附剂在低温下进行烘干，去除吸附剂表面和孔隙中的水分和一些易挥发性有机物。
焙烧：将吸附剂在高温下进行焙烧，使污染物在高温下裂解或氧化，实现脱附。
此方法适用于高温耐受性强且有机物不易燃烧的吸附剂。
高温脱附：将吸附剂在高温条件下与惰性气体（如氮气或稀有气体）接触，使其脱附污染物。
这种方法使得吸附剂与污染物分离，并能同时回收有价值的物质。
2. 酸碱洗法：酸碱洗法是利用酸碱性溶液与吸附剂反应，使吸附剂表面或孔隙中的污染物发生溶解、解离或化学反应，进而实现脱附。
常用的酸碱洗剂有氢氧化钠、盐酸等。
酸洗：将含有污染物的吸附剂浸泡在酸性溶液中，使其脱附。
酸洗可以用于去除一些金属离子的吸附剂。
碱洗：将含有污染物的吸附剂浸泡在碱性溶液中，使其脱附。
碱洗一般对去除有机物吸附剂效果较好。
3. 微生物再生法：微生物再生法是利用微生物的代谢作用对吸附剂进行再生。
通过微生物的附着和生长，对污染物进行分解、降解或转化。
好氧降解法：将含有污染物的吸附剂浸泡在氧气饱和的环境中，利用好氧微生物对污染物进行降解，达到吸附剂再生目的。
厌氧降解法：将含有污染物的吸附剂放入厌氧条件下，利用厌氧微生物对污染物进行降解。
厌氧降解法适用于吸附剂中有毒气体或酸性废水处理。
4. 溶剂回收法：溶剂回收法是利用溶剂将吸附剂中的污染物从吸附剂表面或孔隙中洗出，并进行污染物和溶剂的分离和回收。
热蒸汽法：利用热蒸汽将吸附剂中的污染物脱附，并通过冷凝再次回收溶剂，实现回收再利用。
溶剂洗法：将含有污染物的吸附剂浸泡在溶剂中，利用溶剂与污染物的亲和性差异，实现污染物的洗脱和溶剂的回收。
生物对污染物的处理作用
生物对污染物的处理作用污染是当前全球所面临的一个严峻问题，对环境和人类健康造成了极大的威胁。
然而，自然界中存在着一群无声无息，但却具有神奇能力的生物，它们通过各种方式有效地处理和降解污染物。
本文将介绍生物在处理污染物方面的重要作用。
一、生物吸附和吸附剂生物吸附是指生物体表面通过吸附作用将污染物分子吸附到其表面的过程。
生物体通过表面、体液以及植物根系等各种方式与污染物接触，有效地吸附和吸附污染物，从而减少其在环境中的浓度。
一些微生物如细菌、藻类等具有良好的吸附能力，它们能够吸附重金属离子、有机物等污染物质。
此外，某些植物如水稻、杨树等也能通过其根系吸附和吸附废水中的污染物。
二、生物降解和分解生物降解是指利用生物体内的酶和其他代谢产物将污染物分解为较小的分子，从而降低其毒性和浓度。
生物降解是一种天然且高效的处理方式，可以降解许多有机物质，如石油、农药、塑料等。
微生物降解是生物降解的主要方式之一。
通过微生物的代谢活性，一些细菌和真菌能够将污染物质转化为无害或较低毒性的物质，从而消除或减少其对环境的危害。
此外，植物也能吸收和转化部分有机物质，将其降解为无害物质。
三、生物吸收和积累生物吸收是指生物体利用其自身结构和代谢特性将污染物质转化为生物组织中的有机物。
一些植物和藻类具有较高的吸收能力，它们能够从土壤或水中吸收污染物，通过根系、茎叶等部位将其积累和存储。
这种生物吸收和积累的过程有效地将污染物从环境中转化为生物质，减少其对环境的侵害。
四、生物处理技术应用基于生物处理原理的生物技术在环境污染治理中得到了广泛应用。
例如，生物滤池是一种利用微生物的降解和吸附作用来处理废水的技术。
将废水通过生物滤池，微生物可以将水中的有机物和其他污染物转化为无害物质。
此外，生物土壤修复技术、生物吸附剂等也在污染治理中发挥着重要作用。
结论生物在处理污染物方面起着不可忽视的作用，其吸附、降解和吸收能力对保护环境和人类健康具有积极意义。
生物吸附
汞、铝、铬的生物吸附
海藻生物吸附剂也可以吸附汞、铝、铬等 离子。
铅
全球每年消耗量3000Kt，40%用于蓄电 池和电池生产，20％用作汽油添加剂，12％ 用于建筑结构中，6％用于电缆外包物，5％用 于弹药，17％其它用途。 是代谢毒物和酶抑制剂，有机铅毒性大于 无机铅，儿童敏感，影响智力发育。
隔
用于电镀、颜料、塑料稳定剂、银隔电池 以及合金生产等。 隔的主要危害是骨损伤，致骨骼软化萎缩， 易发生骨折。
生物吸附剂的种类及制备
根据来源，分为 细菌吸附剂 真菌吸附剂 藻类吸附剂 一般将其它工业发酵的微生物细胞收集起来， 用于生物吸附剂的制备。
细菌生物吸附剂制备
使用非活性细菌细胞，先将菌体转化为离 子交换树脂或活性碳颗粒状再应用。颗粒体应 具备一定强度，孔径，亲水性和对腐蚀性化学 品的抵抗力。通过固定化工艺制备颗粒状细菌 生物吸附剂。常用明胶、纤维素、二氧化硅、 海藻酸钠、聚丙烯酰胺、胶原、戊二醛和金属 氢氧化物沉淀等材料进行固定。
细胞转化
是指微生物代谢产生的及细胞自身的一些 还原性物质将氧化态毒性金属离子还原为无毒 性的沉淀。微生物通过氧化－还原，甲基化－ 去甲基化等作用转化重金属。
吸收
主动吸收和被动吸收。被动吸收是指细胞 表面覆盖的胞外多糖、细胞壁上的磷酸根、羧 基、巯基、胺基等基团以及胞内的一些化学基 团与金属间的接合。这是一个物化过程，与细 胞活性无关，速度很快。用微生物处理金属废 水时，被动吸收是细胞吸收的主要形式。
1950年代日本九州水俣市及其附近地区，氮肥厂排出的含汞废 水污染海水，汞受水底微生物作用而转化为甲基汞。水俣湾附近 渔村陆续出现神经系统疾病患者，1956年报道的首批病人，主 要症状为肢端麻木、感觉障碍、视野缩小。以后在患者中陆续发 现上肢震颤、共济失调、发音困难、视力和听力障碍、智力低下、 精神失常等临床所见。经过调查证实该病是长期食用被甲基汞污 染的鱼类和贝类所致的甲基汞中毒，并定名为水俣病。据报道70 年代日本正式确定为水俣病的病人达784名，有103名已死亡， 另外尚有约3000名属可疑病人。甲基汞可通过胎盘进入胎儿体 内致先天性水俣病。也可通过母乳进入婴儿体内。
乳酸菌在重金属吸附方面的应用
乳酸菌在重金属吸附方面的应用重金属污染是当前环境问题的一大难题，对人类健康和生态系统造成了严重威胁。
针对这一问题，科学家们不断寻找各种吸附剂来净化污染的水体和土壤。
而乳酸菌作为一种微生物，近年来在重金属吸附方面的应用逐渐受到重视。
乳酸菌是一类广泛存在于自然界中的益生菌，常见于酸奶、发酵食品等中。
除了对人体有益外，乳酸菌在环境领域也有一定的应用潜力。
研究表明，乳酸菌具有良好的重金属吸附能力，可以有效去除水体和土壤中的铅、镉、铬等重金属离子。
乳酸菌的重金属吸附能力主要来自于其细胞壁的特殊结构和成分。
乳酸菌细胞壁富含胞外多糖、蛋白质和脂类等物质，这些物质能够与重金属离子形成稳定的络合物，从而实现吸附和去除的效果。
此外，乳酸菌细胞壁上的微生物胞外酶也能够促进重金属的转化和去除。
乳酸菌作为一种天然的吸附剂，具有许多优势。
首先，乳酸菌来源广泛且易得，生产成本相对较低。
其次，乳酸菌吸附重金属的过程是可逆的，可以通过改变环境条件实现重金属的回收和再利用。
此外，乳酸菌吸附重金属的过程无需添加化学药剂，减少了对环境的二次污染。
乳酸菌在重金属吸附方面的应用潜力还在不断被挖掘。
一些研究者通过改进乳酸菌的培养条件和提取方法，提高了其吸附效率和吸附容量。
还有人将乳酸菌与其他吸附材料结合起来，形成复合吸附剂，提高了重金属的去除率。
这些研究为乳酸菌在重金属污染治理中的应用提供了新的思路和方法。
乳酸菌在重金属吸附方面具有广阔的应用前景。
通过充分发挥乳酸菌的特性和优势，可以有效净化水体和土壤中的重金属污染物，保护人类健康和生态环境。
未来，我们期待乳酸菌在环境领域的应用能够取得更大的突破和进展，为解决重金属污染问题贡献力量。
吸附剂是如何再生回用的
吸附剂是如何再生回用的吸附剂是一种广泛应用于环境保护、化学工业等领域的材料，其主要功能是通过吸附作用将目标物质分离或浓缩。
然而，随着吸附剂的使用，其吸附能力会逐渐降低或饱和，需要进行再生以便回用。
下面将详细介绍吸附剂再生的方法、技术以及相关的应用案例。
吸附剂再生技术通常可以分为物理法、化学法和生物法三类。
物理法是通过改变温度、压力、湿度等条件，使吸附剂上的目标物质从吸附剂表面解吸净化或回收。
具体再生方法包括热解、洗脱和蒸馏等。
1.热解法：将吸附剂加热至一定温度，目标物质由高温下解吸，然后通过净化设备将释放出的目标物质进行回收。
这种方法通常适用于高温下目标物质比较稳定的情况。
2.洗脱法：通过溶剂或水洗溶液来将吸附剂上的目标物质洗脱，并进行后续的净化或回收处理。
这种方法具有操作简单、再生效果好等优势，可以广泛应用于化工、环保等领域。
3.蒸馏法：利用吸附剂与目标物质之间的较低热解温度差异，通过在高温下蒸馏吸附剂，使目标物质分离并回收。
这种方法需要充分理解吸附剂与目标物质之间的热解性质，以便确定合适的操作条件。
化学法是通过将吸附剂与特定溶剂或试剂反应，破坏吸附剂与目标物质之间的结合力，使其解吸、净化或回收。
具体再生方法包括水解、氧化和还原等。
1.水解法：通过将吸附剂与水反应，改变吸附剂与目标物质之间的化学键，从而破坏吸附剂与目标物质之间的结合力。
这种方法适用于吸附剂与目标物质之间的键结构比较稳定的情况。
2.氧化法：通过将吸附剂与氧化剂反应，使吸附剂上的目标物质发生氧化反应，从而解吸、净化或回收目标物质。
这种方法通常适用于吸附剂与目标物质之间的氧化反应能力较强的情况。
3.还原法：通过将吸附剂与还原剂反应，使吸附剂上的目标物质还原，从而解吸、净化或回收目标物质。
这种方法通常适用于吸附剂与目标物质之间的还原反应能力较强的情况。
生物法是利用生物体或微生物在吸附剂表面生长并吸附目标物质，再通过生物体或微生物的活性将目标物质进行解吸、净化或回收。
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b.真菌：几丁质是许多真菌细胞壁的结构物质, 其它的
葡聚糖,如甘露聚糖等可替代几丁质存在于某些真菌的细 胞壁中,真菌的细胞壁通常含80%～90%的多糖。在重金 属的吸附过程中,起主要作用的是几丁质和葡聚糖。
酿酒厂的废菌体啤酒酵 母,它可以吸附多种重金属离 子和放射性元素,而且水中的 一些常见的离子K+、Na+、 Ca2+、Mg2+及盐度对吸附的 影响很小或不影响。
微生物吸附剂
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1
放重 大金 一、重金属毒性物质 作属 用会 危通 害 过 重金属与一般耗氧的有机物不同，在水体中 人食 不能为微生物所降解，只能产生各种形态之 类物 健链 间的相互转化以及分散和富集，这个过程称 康的 之为重金属的迁移。 生 物
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2
骨痛病 微量、痕量的重金属即 具有潜在的危险性：震惊 世界的水俣病、骨痛病事 件。闻名世界的日本环境 污染事件：集体发疯事件 （锰 中毒）、水俣病事件 （甲基汞）、痛痛病事件 （镉中毒）
10
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①细胞壁表面络合
络合作用是金属离子与几个配基以配位键相结合 形成的复杂离子或分子的过程。 当生物体暴露在金属溶液中时,金属离子与细胞壁 里的蛋白质、多糖及脂类中带负电的官能团如氨 基、酰氨基、羧基、羟基、磷酰基和硫酸盐等络 合而形成络合物，其中氮、氧、磷、硫作为配位 原子与金属离子配位络合。
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4
传统的处理方法：
化学沉淀法：如石灰沉 淀法，易造成二次污染 离子交换法：离子交换树 脂价格高 电解法：常用于电镀废水， 不能将金属离子浓度降到很 低 膜分离：成本高
离子交换
选择性低，能耗大，运行 费用高，当水中的重金属浓 度较低时, 去除率不高。
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目前新兴的去除技术———生物吸附
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青 霉
根 霉
对Pb2+和Cd2+ 有很好的回收作用， 还是一种很有前途 的处理核工业的放 射性废水的吸附剂。
曲霉（发辫状）
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酱油曲霉对Pb2+和 Cd2+的吸附率分别 为69.76%和 72.28%,米曲霉为 60.64%、81.34%, 无花果曲霉对铅的 吸附率可达 92.44% 。 20
生物吸附——利用生物体及其衍生物来吸附水 中重金属的过程。 (1)在低浓度下（1～100mg/L）,金属可以被选择 性的去除; (2)节能、处理效率高; (3)操作时的pH值和温度条件范围宽pH=3～9， T=4 ～90℃; (4)易于分离回收重金属;
(5)其原材料来源丰富,吸附剂易再生利用。
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细胞壁在细胞吸附重金属离子的同时,伴随有 其它阳离子被释放。 以海藻酸盐NaAlg为例来说明二价金属离子 (Me2+)与多糖之间的离子交换：
2NaAlg + Me2+ — Me(Alg)2 十 2Na+
然而交换下来的离子总量只占金属离子的总吸 附量的一小部分，说明离子交换并非主要吸附机理。
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a.细菌:革兰氏阳性菌中,细胞壁90%由肽聚糖组成,另一组分
为磷壁酸。磷壁酸是一种酸性多糖;在革兰氏阴性菌中, 除肽 聚糖外还有另一层壁物质脂多糖组成。
细菌与重金属的吸附作用位点是细胞壁上的羧基和氨基 或结构蛋白上的N，P，O等原子。
G+
G-
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蛋白质
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芽孢杆菌属的菌株都 有强大的吸附金属的能力。 用地衣芽孢杆菌吸附Pb2+ 时，45min吸附量可达 224.8mg/g。多粘芽孢杆菌 对铜有潜在的吸附能力,吸 附量可达62.72mg/g。 用死芽孢杆菌制成了 商业用途的球状的生物吸 附剂AMT—BIO CLA IM, 并已获得了专利。
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②离子交换
离子交换是与细胞物质结合的金属离子被另一些结 合能力更强的金属离子代替的过程。有毒的重金 属离子与细胞物质具有很强的结合能力，因此， 离子交换在重金属废水的处理中具有特别重要的 意义。
例如，多糖是褐藻和红藻的结构成分，大多数天 然存在的海藻多糖是以Na+、K+ 、Ca2+ 、Mg2+离 子的盐形式存在。二价金属离子能够与这些多糖 的阳离子发生离子交换。
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③氧化还原
变价金属离子在具有还原能力的生物体上吸附, 有可能发生氧化还原反应,
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④无机微沉淀作用
通常,易水解而形成聚合水解产物的金属离子 在细胞表面易形成无机沉淀物。
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三、生物吸附剂
1.吸附剂的选择：只有与金属结合能力强和选择 性高的生物材料才能应用于实际 （1）种类种类： （2）选择原则：p350 2.生物吸附剂的制备:酸、碱、加热等预处理 3.生物吸附的影响因素
斜生栅藻对UO22+吸附是一个快速而不需要能量的过程, 最大吸附容量达 75mg/g干物质,能够使铀浓度从5.0mg/L降 c.藻类 藻类的细胞壁在多数情况下是由纤维素 至0.05mg/Ｌ, UO22+与Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+之间的竞争 形成的网状结构构成 , 含有丰富的多糖 , 多糖带负 也很小。绿微藻在悬浮状态下,活细胞对Cr的最大吸附量为 电,可以通过静电引力与许多金属离子相结合。 12.67 ｍｇ/ｇ干物质,干细胞为13.12mg/ｇ干物质；一些大 型海藻,它们的吸附容量比其它种类生物体高得多,甚至比活 性炭、天然沸石的吸附容量还高,与离子交换树脂相当 。
8
2.生物吸附的机理
（1）胞外富集/沉淀
(2)细胞壁表面发生吸附或络合反应
①细胞壁表面络合
②离子交换
③氧转化）：活性生物细 胞对金属的吸附与细胞上某种酶的活性有关；
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胞外富集
Francis发现有些细菌在生长过程中释放出的蛋白 质能使溶液中的Cd2+,Hg2+,Cu2+,Zn2+形成不溶性的 沉淀而被除去。 活性污泥和细菌产生的胞外多糖在金属分离中发 挥作用。尽管这些聚合物主要是中性多糖,但它们 同样也含有如糖醛酸、磷酸盐等可以络合溶解金 属离子的化合物。不同微生物产生的胞外多糖组 成不同,因而不同微生物结合金属的性质也不一样。 微生物生长条件强烈影响胞外聚合物的组成 ,从而 也影响金属的分离。但胞外吸附金属,只有在溶液 金属浓度低时才行。
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二、生物吸附的原理
1.生物累积与生物吸着
生物累积：微生物活细胞利用生物新陈代谢作用 产生的能量，通过主动运输等方式，把金属离子 输送到细胞内部。
生物吸着：不包括生物的新陈代谢和主动运输过 程，而是通过离子交换、络合、协同、螯合、物 理吸附、沉淀等方式去除溶液中的金属。
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