微生物吸附剂
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。
微生物治理污染的原理
微生物治理污染的原理
微生物治理污染的原理是利用微生物对污染物进行降解、转化或吸附，从而减少或去除污染物。
微生物是一类高度适应环境的生物，它们能够利用多种有机物和无机物为能源和营养源，通过代谢活动对污染物进行降解。
微生物治理可以分为两种类型：生物辅助治理和生物修复。
生物辅助治理是指利用微生物来转化或降解污染物，以达到减少或去除污染的目的。
生物修复则是指引入特定的微生物来修复受到污染的环境，使其恢复到原有的健康状态。
微生物治理污染的原理包括以下几个方面：
1. 吸附作用：一些微生物表面存在着吸附剂，可以吸附污染物，从而将其从环境中去除或减少其浓度。
2. 生物降解：微生物通过各种代谢途径，将有机污染物分解成无害的物质，如二氧化碳和水。
这可以通过微生物合成特定的酶来实现，这些酶可以将有机物转化成更小的分子。
3. 生物转化：微生物可以将一些有毒物质转化为相对无害的物质。
例如，某些微生物可以将重金属离子还原成零价态的金属，从而减少其毒性。
4. 生物吸收和富集：一些微生物可以通过吸收和富集污染物来减少其在环境中的浓度。
这些微生物可以在富集了污染物后被收集和处理。
微生物治理污染的原理在环境治理中具有广泛应用，例如在水体污染治理、土壤修复和废物处理中都有一定的应用。
但需要注意的是，微生物治理并非适用于所
有类型的污染物，对于一些特定的污染物可能需要结合其他方法来进行治理。
此外，在微生物治理中还需要考虑微生物的选择性、适应性和生态位等因素，以确保治理效果的稳定和持久。
吸附性材料的制备与应用研究
吸附性材料的制备与应用研究随着社会进步和科技发展，人们的需求也在不断升级。
化学材料这一领域的发展已经走过了多年的时间，经过不断的探索和研究，吸附性材料的制备与应用也在逐渐完善。
本文主要介绍吸附性材料的制备和应用研究，希望为读者带来一些启发和帮助。
一、吸附性材料的定义与分类吸附性材料是指能够有效吸附目标物质的化学物质或材料，具有高效、选择性、重复利用等特点。
按照吸附物质的种类，吸附性材料可以分为气体、液体及离子型大类，其中液态吸附性材料的应用更加广泛。
此外，吸附性材料按照其制备方式也可以分为天然吸附剂和人工合成吸附剂两种。
二、吸附性材料的制备1. 天然吸附剂的制备天然吸附剂通常是一些生物体，例如菌类、植物等。
其主要制备方式包括分离提取、高效复制等。
（1）分离提取法该方法以分离提取的天然吸附剂草药为例，通过研究其化学成分及药效成分，然后选择合适的提取剂将其提取出来，最后经过干燥、筛分等处理得到天然吸附剂。
（2）高效复制法该方法主要以微生物吸附剂为例，通过对微生物进行筛选、优化培养条件、提取纯化等处理，得到吸附剂。
其中最重要的关键是要建立有效的筛选方法，以分离高效的微生物吸附剂。
2. 人工合成吸附剂的制备人工合成吸附剂是指通过人工合成的方法得到的吸附剂。
其主要制备方式包括生物法、化学法、物理法等。
（1）生物法生物法是通过使用生物化学合成方式制造吸附剂。
其较为常见的合成方式是利用特殊的生物催化剂或在合成过程中加入微生物，以此来获得有特殊吸附性质的材料。
（2）化学法化学法主要是通过使分子之间发生反应而形成吸附剂。
化学法不需要使用微生物，但需要在反应的过程中使用一些特殊的化学试剂。
（3）物理法物理法是利用各种方式从原材料中提取有吸附性的化合物，然后将它们组装起来，形成吸附剂。
三、吸附性材料的应用研究1. 污水净化污水净化是目前吸附性材料应用的最主要领域之一。
例如铁(III)氢氧化物、甲基橙吸附材料等，都可以通过“桥联作用”促进针状或蛇状吸附材料间的联系，以此来促进吸附活性组分的吸附。
生物吸附剂及其应用研究进展
（． １ 江苏工业学院化工 系， 江苏 常州 ２ ３ １ ； １０６
２南京工业大学化学化工学院， ． 江苏 南京 ２ ００ ） １０ ９
摘要 ： 文针 对生物吸 附剂的研 究情况进行 了综述 ， 绍 了生物吸 附剂的种 类 、 处理 方法及 固定化 方 本 介 预
法， 分析 总结了生物吸 附剂的应 用领域 ， 并对今后 的研 究和开发提 出了建议。
分离能力的生物体及其衍生物 ， 它最早被用于水溶 液体 系中重金属等无机物的分离 ］ 。随着技术的发 展， 近来也被用于染料 、 杀虫剂等生物难 降解 和有 毒害有机物的分离与富集 。由于具有来源丰富、 成 本低廉 、 选择性 强 、 去除效率高等特点 ， 生物吸附剂 及其应用领域得到了开发和拓展。
ｓ ｃ ｓｍｏ ｅ ｕ ａ ｉｔ ｌｔ ｎ ｓ ｐ ｒ ｒ ｉａ ｕ ｄ ｅ ｔ ｃｉｎ ｍｉｒ ｗａ ｅ ｅ ｔ ｃｉ ｎ ａ ｃ ｌｒ ｔ ｄ ｓ ｌｅ ｔｅ ｔａ ｔ ｎ ｕ ｈ ａ ｌ ｃ ｌｒｄ ｓ ｌ ｉ ， ｕ ｅ ｃ ｉ ｃ ｌ ｌ ｉ ｘｒ ｔ ， ｉａ ｏ ｔ ｆ ａ ｏ ｃ ｏ ｖ ｘ ｒ ｔ ， ｃ ｅ ｅ ａｅ ｏ ｖ ｎ ｘｒ ｃ ｉ ， ａ ｏ ｏ ｕ ｔ ｓ ｕ ｄ ａ ｓｓｅ ｘｒ ｃ ｉｎ ｃ ｒ ｍａｏ ｒ ｐ ｙ ｍｅ ｒ ｎ ｅ ａ ａｉｎ ｃ ｐ Ｈ ｒ ｌ ｃ ｏ ｈ ｅ ｉ， ｓ ｉ ｎ ｎ ａ ｄ ｌ ａ ｏ ｎ ｉ ｄ ｅ ｔａ ｔ ， ｈ ｏ ｔｇ ａ ｈ ， ｒ ｓ ｔ ｏ ｍｂ ａ ｅ ｓ ｐ ｔ ， ａ ｉ ａ ｙ ｅｅ ｔ ｐ ｒ ｓｓ ｒ ｏ ｒ ｐｎ ｉｇｂ ｎ
生物吸附（ｉ ｏ ｔ ｎ 为“ ｂ ｓｒ ｉ ） 利用微生物 （ ｏ ｐｏ 活的 ， 的或 死
它们 的衍生物 ） 分离水体系中金属离子的过程”ｌ 『１ ４。 ５
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。
微生物防腐剂的原理和作用
微生物防腐剂的原理和作用
微生物防腐剂的原理和作用是通过抑制或杀灭微生物的生长和繁殖，从而延长或保持产品的保存期限。
其主要原理和作用包括以下几个方面：
1. 抗菌作用：微生物防腐剂会破坏微生物的细胞结构，影响其生理代谢，从而杀灭或抑制微生物的生长。
常见的抗菌剂包括苯甲酸及其衍生物、对羟基苯甲酸及其衍生物、季铵盐、酒石酸钙等。
2. 抗真菌作用：微生物防腐剂可以破坏真菌的细胞膜结构，抑制其生长和繁殖。
常见的抗真菌剂包括氯化苯甲酸及其衍生物、三氯生、对甲苯磺酰胺等。
3. 抗氧化作用：微生物防腐剂可以通过抑制自由基的生成和过氧化反应，减少氧气对食品的氧化损害，从而延缓食品的变质。
常见的抗氧化剂包括硫酸盐、亚硝酸盐、抗坏血酸等。
4. 酸碱调节作用：微生物防腐剂可以通过调节产品的pH值，改变微生物的生存环境，从而抑制或杀灭微生物的生长。
常见的酸碱调节剂包括酒石酸、醋酸、乳酸等。
5. 吸附作用：微生物防腐剂可以通过吸附微生物的细胞壁或细胞膜，使其失去生活活力，从而抑制或杀灭微生物。
常见的吸附剂包括二氧化硅、氧化铁、水合硅酸等。
总而言之，微生物防腐剂的原理和作用是通过抑制或杀灭微生物的生长和繁殖，从而延长或保持产品的保存期限。
它对食品、化妆品、药品等的微生物污染起到了重要的保护作用。
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。
什么是SDG吸附剂
什么是SDG吸附剂
SDG吸附剂是一种高效的吸附材料，是由云南大学博士生杨傲冬博士团队自主
研发的。
SDG吸附剂主要由木质素的主要组成部分——木脂素（SDG）纤维素、卟
啉类物质、杂多糖和木质素衍生物等构成。
SDG吸附剂与一般的吸附剂相比，具
有比表面积大、吸附效率高、吸附速度快、寿命长等优点。
SDG吸附剂的制备方法主要有两种：化学法和生物法。
化学法主要是通过化学
反应合成SDG吸附剂，其中包括硫酸、氯化钠、磷酸等化学试剂。
而生物法是利
用微生物直接产生SDG吸附剂，这种方法更加环保、健康。
SDG吸附剂的优点
1.比表面积大：SDG吸附剂的比表面积达到了1000平方米/克，相比于一般的
吸附材料大约是3倍的。
2.吸附效率高：SDG吸附剂对有机物质有很好的吸附效果，能够有效地吸附水
中的重金属等有害物质。
3.吸附速度快：SDG吸附剂的吸附速度很快，根据实验结果，SDG吸附剂在5
分钟内可以将70%的污染物吸附掉。
4.寿命长：SDG吸附剂的使用寿命长，根据实验结果，SDG吸附剂的使用寿命
可以达到200次以上。
SDG吸附剂的应用领域
1.水处理：SDG吸附剂可以很好地吸附水中的有机物质、重金属等有害物质，
能够有效地提高水质。
2.环保制品：SDG吸附剂还可以用于制造环保材料，如吸附布、吸附纤维等。
3.医疗应用：SDG吸附剂可以用于医疗材料的制备，如吸附绷带、吸附敷料等。
总体来说，SDG吸附剂具有广泛的应用前景，未来随着人们对环境和健康的重视，SDG吸附剂将会成为一种非常有前途的材料。
微生物菌剂的分类及使用方法
微生物菌剂是指目标微生物(有效菌)经过工业化生产扩繁后，利用多孔的物质作为吸附剂(如草炭、蛭石)，吸附菌体的发酵液加工制成的活菌制剂。
这种菌剂用于拌种或蘸根，具有直接或间接改良土壤、恢复地力、预防土传病害、维持根际微生物区系平衡和降解有毒害物质等作用。
恰当的使用可以提高农产品产量、改善农产品品质、减少化肥用量、降低成本、改良土壤、保护生态环境。
它的种类有很多，具体是：按剂型可分为液体、粉剂、颗粒型；
按内含的微生物种类或功能特性可分：为根瘤菌菌剂、固氮菌菌剂、解磷类微生物菌剂、硅酸盐微生物菌剂、光合细菌菌剂、有机物料腐熟剂、促生菌剂、菌根菌剂、生物修复菌剂等。
按照复合方式分为：微生物菌剂和复合微生物菌剂。
它的使用方法是：一、作底肥：每亩用量4kg，耕地时均匀撒施。
二、作追肥：每亩用量1-2kg追施。
三、作滴灌与冲施：取清液配合常规肥料浇灌，残渣作基肥用，可改良土
壤。
四、作种肥：适量拌种，按常规育苗或播种方法使用。
当然，用户在使用的时候还是需要根据自身的实际需求进行，这样才能发挥它的效用。
孟州市绿之洲农业科技有限公司是一家集自主研发、生产销售于一体的综合性农业科技服务平台，其优势具有这四点：第一现代化厂区、严格品控；第二专利技术、扎根种植户；第三电商直销、价格实惠；第四线上指导、线下植保。
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。
生物吸附废水的原理
生物吸附废水的原理生物吸附废水是一种利用生物体对废水中有害物质进行吸附和降解的方法。
生物吸附废水的原理主要包括生物吸附和生物降解两个方面。
生物吸附是指生物体通过吸附作用将废水中的有害物质吸附到自身表面或细胞内部。
生物体表面的吸附主要是通过生物体表面的微生物细胞壁、胞膜和胞质等结构来实现的。
这些结构具有较大的比表面积和丰富的功能基团，能够与废水中的有害物质发生物理或化学吸附作用。
生物体内部的吸附主要是通过细胞内的细胞器和细胞质等结构来实现的。
这些结构具有较大的空间和丰富的功能基团，能够与废水中的有害物质发生物理或化学吸附作用。
生物吸附的主要机制包括静电吸附、化学吸附和生物吸附等。
静电吸附是指生物体表面的带电基团与废水中的有害物质之间的静电相互作用。
生物体表面的带电基团主要包括氨基、羧基、磷酸基等。
废水中的有害物质可以是带电的离子、分子或颗粒。
当生物体表面的带电基团与废水中的有害物质之间存在相同或相反的电荷时，它们之间会发生静电吸附作用。
静电吸附的强度与生物体表面的带电基团的数量和性质、废水中有害物质的电荷性质和浓度等因素有关。
化学吸附是指生物体表面的功能基团与废水中的有害物质之间的化学相互作用。
生物体表面的功能基团主要包括羟基、胺基、硫醇基等。
废水中的有害物质可以是具有亲水性或亲油性的分子。
当生物体表面的功能基团与废水中的有害物质之间存在亲水性或亲油性的相互作用时，它们之间会发生化学吸附作用。
化学吸附的强度与生物体表面的功能基团的数量和性质、废水中有害物质的亲水性或亲油性等因素有关。
生物吸附是指生物体通过特定的生物吸附剂对废水中的有害物质进行选择性吸附。
生物吸附剂主要包括微生物、植物和动物等。
微生物是最常用的生物吸附剂，其具有较高的吸附能力和较好的选择性。
微生物的吸附能力主要与其表面的微生物细胞壁和胞膜等结构有关。
微生物细胞壁和胞膜具有较大的比表面积和丰富的功能基团，能够与废水中的有害物质发生物理或化学吸附作用。
一种复合微生物菌吸附剂及其制备方法以及污水处理方法[发明专利]
![一种复合微生物菌吸附剂及其制备方法以及污水处理方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/11a07af010a6f524cdbf8537.png)
专利名称：一种复合微生物菌吸附剂及其制备方法以及污水处理方法
专利类型：发明专利
发明人：张西锋
申请号：CN201811421005.6
申请日：20181127
公开号：CN109382075A
公开日：
20190226
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种复合微生物菌吸附剂及其制备方法以及污水处理方法，所述复合微生物菌吸附剂包括复合载体和复合微生物菌，所述复合载体包括海藻酸钠、糖蜜、硅藻土、微米级活性炭以及贝壳粉。
本发明以海藻酸钠、糖蜜、硅藻土、微米级活性炭和贝壳粉作为复合载体，然后将复合微生物菌固化负载于所述复合载体上制成复合微生物菌吸附剂，提高了吸附剂中微生物菌的含量、存活率以及有效存活时间，用于处理污水时，可以有效降解污水中的亚硝酸盐、氨氮以及硫化氢等有害物质，达到净化水质的作用。
申请人：武汉轻工大学
地址：430023 湖北省武汉市东西湖区常青花园学府南路68号
国籍：CN
代理机构：深圳市世纪恒程知识产权代理事务所
代理人：胡海国
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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。
吸附剂
主要应用：主要当作干燥剂使用，如：分光光度计中的 变色硅胶
3：活性氧化铝
是由铝的水合物加热脱水制成。对水有较强的亲和力， 是一种对微量水深度干燥用的吸附剂
主要应用：主要用于干燥等。
市场上主要吸附剂的价格
活性炭
木质活性炭：3500~4500/吨
果壳活性炭：6000~8000/吨（椰壳、果壳等） 煤质活性炭：4000/吨左右 脱硫活性炭：4000/吨左右
3：高分子吸附剂
吸附树脂：是一种在交联聚合物结构中含有离子交换基团 的功能高分子材料。
主要应用：除去有机废水的COD、废水中酚的去除等有机 物。
三：市场上主要使用的吸附剂
1：活性炭
2：硅胶
3：活性氧化铝
2：硅胶
它是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物 颗粒，分子式为SiO2•nH2O，为一种亲水性的极性吸 附剂 。
硅胶
防潮防霉防生锈 干燥剂：0.13/克左右
防潮：0.01/克左右
活性氧化铝
5000~6000/吨
四：新型吸附剂
1： 生物吸附剂 2： 活性炭纤维
3： 废渣吸附剂
1：生物吸附剂
机理是水中重金属离子同微生物细胞表面的活性基团进 行离子交换和相互结合
主要应用：利用细菌、真菌、藻类等微生物吸附或 富集重金属。
吸附剂
目录
一：吸附剂的特点 二：吸附剂的种类及应用 三：市场上主要使用的吸附剂及价格 四：新型吸附剂 五：吸附剂的发展方向
一：吸附剂的特点
1：有大的比表面；
2：适宜的孔结构及表面结构；
3：对吸附质有强烈的吸附能力；
4：一般不与吸附质和介质发生化学反良好的机械强度等。
2：活性炭纤维
活性炭纤维具有巨大的比表面积，丰富的微孔，孔 径 小且分布均匀 ，微孔直接暴露在纤维表面。
生物吸附剂
2.壳聚糖吸附剂的制备
优：含量高资源丰富
缺：细胞壁的主要成分, 与细胞内其他物质混在 一起，分离提取过程比 较复杂
壳聚糖吸附剂的吸附功能受改性剂的制备方法影响较大
E.g.
1)以壳聚糖为载体，正戊基为配基可建立新型疏水色谱填料 2)以壳聚糖为载体，戊二醛为交联剂获得不溶于稀酸的壳聚糖微球，可用于吸附牛血 清蛋白而用作生化分离材料 3)以冠醚作为交联剂与壳聚糖进行反应制备的壳聚糖，对重金属离子Au3+,Ag+,Pt41和 Pd2+具有较好的吸附性能 4)用香兰醛对壳聚糖改性，在重金属离子的吸附性能方面，对Cd2+,Zn2+的吸附符合 Langmuir及Freundlich公式，但对Pd2+的吸附不符合
• 真菌吸附剂中几丁质R2-NH和乙酰几丁质R-NH2在金属吸附中起 重要作用
• 壳聚糖吸附剂对金属离子除了螯合，络合等离子交换外，多数对 金属离子（如Cr3+,Zn2+,Cd2+,Ag+,Cu2+等）的吸附符合Lamgmuir等 纹饰，有典型的化学吸附行为，改性壳聚糖有时也有物理吸附行 为。
四.生物吸附剂的吸附机理
物理吸附：一般无选择性，主要由 范德华引力引起
化学吸附：有显著选择性，在固体 表面上形成化学键，涉及吸附分子 和吸附剂之间的电子交换与共有
生物吸附剂有时表现为物理吸附，多数 表现为分子吸附，离子交换被认为是生 物吸附的主要方式
• 藻类吸附剂中羧基，强酸性硫酸酯基（R-OSO3-）是重要的金属 吸附位点，与金属离子的交换特征和pH关系密切
生物吸附剂
生物吸附剂的基本概念 生物吸附剂的种类 生物吸附剂的制备
水污染治理中的新型吸附剂研发与评价
水污染治理中的新型吸附剂研发与评价一、引言水污染是当前全球面临的重要环境问题之一。
随着工业化和城市化的快速发展，水资源的污染与破坏引起了广泛关注。
为了净化水体，吸附剂作为一种重要的水处理工艺方法，被广泛运用于水污染治理。
然而，传统吸附剂在一些特殊的污染物处理中存在吸附效率低、再生难等问题。
因此，开发新型吸附剂是当前水污染治理研究的热点之一。
二、新型吸附剂的研发1. 碳基吸附剂碳基吸附剂是一类性能出色的新型吸附剂，在水污染治理中具有广泛的应用前景。
例如，活性炭具有大比表面积和良好的孔隙结构，可以高效吸附有机物和重金属离子。
同时，石墨烯作为碳基材料的新兴代表，其独特的二维结构和优异的化学性质，使其成为一种潜在的高效吸附剂材料。
2. 磁性吸附剂磁性吸附剂是近年来兴起的一种新型吸附材料。
通过将磁性材料与吸附剂相结合，可以实现对污染物的高效吸附和磁分离。
例如，磁性纳米颗粒具有较大的比表面积和较高的饱和磁化强度，可作为可控释放与快速回收的吸附剂。
3. 生物吸附剂生物吸附剂是一种利用微生物、植物和动物等生物体吸附污染物的新型材料。
它具有环境友好、可再生的特点，广泛应用于处理含重金属离子和染料等有机物的废水。
例如，利用微生物附着于多孔载体上构建微生物菌膜吸附剂，可实现高效、稳定的生物吸附。
三、新型吸附剂的评价1. 吸附性能评价吸附性能评价是新型吸附剂研发的关键环节。
通过测定吸附剂的吸附容量、吸附速率和吸附等温线等指标，可以评估其对污染物的吸附效果。
同时，还可以通过批吸附实验和动态吸附实验等方法，模拟实际环境中的吸附过程，进一步评价吸附剂的性能。
2. 吸附机理研究吸附机理研究是深入理解新型吸附剂工作原理的关键。
通过利用表面分析技术和计算模拟方法，可以揭示吸附剂与污染物之间的相互作用机制。
例如，利用X射线光电子能谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）等表征手段，可以观察到吸附剂表面的化学键和物理结构变化，推测吸附机理。
生物吸附法
生物吸附材料的种类
2、真菌吸附剂 真菌易于生长、产量高、较容易进行基因操作和 改造。在重金属生物吸附中, 人们关注较多的真菌主要 有丝状真菌和酵母菌。 酿酒酵母广泛用于食品和酿造工业. 由于具有较 为成熟的大规模工业化生产, 并常常作为工业生产的废 弃物, 因而易于大量廉价地获得这些生物材料来制备生 物吸附剂, 同时可以减轻这些行业处理废弃菌体的负担, 做到以废治废. 此外, 丝状真菌和酵母菌也容易利用不 复杂的发酵技术在廉价的生长基质上培养. 这些特点使 得真菌吸附剂在重金属生物吸附领域获得较为广泛的研 究.
生物吸附剂的预处理及固定化
吸附剂表面经过物理或化学处理，可以提高吸附 剂对重金属的吸附能力. 物理方法包括加热/煮沸、冷冻 干燥、高压灭菌等，化学方法是利用各种无机或有机物 质进行处理，如酸、碱、甲醇、甲醛等. 通过处理使细 胞表面暴露或覆盖更多的用于重金属吸附的位点，从而 增强或降低细胞吸附能力。 生物吸附剂的固定化是生物吸附成功实用化的关 键之一。游离细胞通常较小，强度低，造成固液分离和 再生利用困难. 通过细胞固定化技术，可以得到合适大 小、机械强度、硬度的颗粒。常用的固定化技术主要包 括: 吸附、包埋、交联、共价贴附等。
生物吸附机理
1、 离子交换机理 金属离子在被吸附剂细胞表面所吸附的同时，通 常伴随着其他阳离子的释放，发生金属阳离子与其他 阳离子在细胞内外的交换。 Brady 等研究了非活性少根根霉对 Mn(II)、 Cd(II)、Zn(II)、Pb(II)和 Cu(II)的吸附，发现Mg2+ 、Ca2+和H+从吸附剂上被置换下来进入溶液中。金属离 子被吸附的量越多，释出来的 Mg2+、Ca2+和 H+的总量 也越多。
环境因子对生物吸附的影响
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3.生物吸附的影响因素
（1）pH值:决定因素，大多数金属离子生物吸附 的最佳pH为5～9。
（2）T：
（3）离子强度
（4）竞争吸附：尚无规律，开发特异性吸附剂。 （5）吸附剂粒径 （6）吸附时间
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②T
对活体吸附剂而言，T的变化对吸附量略有影响， 但总体而言，温度对生物吸附的影响不如pH值明显； 且由于升温会增加运行成本，因此，在生物吸附过 程中不宜采用升温操作。
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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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4、生物吸附剂的开发及应用
①使用具有吸附金属离子能力的活性污泥或生物 膜可在某种程度上从含有重金属离子的工业废 水中收集和回收重金属离子。
由于重金属离子对活的微生物具有毒性，影响 了微生物的生长与繁殖，因此活细胞的应用受 到了一定的限制。
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大多数生物吸附材料是使用具有特殊结合金属离 子能力的死亡菌体制成的。这些生物吸附材料既 可以在低浓度的重金属废水中回收重金属，也可 以在较高的金属离子浓度下操作。由于菌体的繁 殖和重金属吸附操作是分开进行的，这些生物吸 附材料可以处理对活细胞有毒的高浓度金属离子。 将金属离子洗脱之后，生物吸附材料还可以再生。
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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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念珠藻
项 圈 藻
念珠蓝细菌属和鱼 腥蓝细菌属中的一些菌 株对重金属有良好的吸 附能力。盘状螺旋蓝细 菌能很快的从金—硫脲 溶液中去除金,并不受pH 值的影响;最大螺旋蓝细 菌吸附镉时,最大吸附量 可达43.63mgCd/g活细胞 和37.00mgCd/g干细胞。
利用念珠蓝细菌已经制成一种 供商业用途的生物吸附剂 AlgaSORBs (使用专利载体硅胶作 为固定化载体)近年来被用于从工 业废水或污染的地下水中回收重金 属。
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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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 （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
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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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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% 。 21
对于非活体生物吸附，T的影响不明显。
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④竞争吸附
在系统中欲被分离的金属离子称为目标离子，溶 液中的其他离子和目标离子都有可 竞争性阳离子对吸附位点的占据，导致目标离子 的吸附量下降。由于各竞争性阳离子与吸附位点 之间亲和力不同，对目标离子的影响能力也不同。
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2.生物吸附剂的制备
根据要处理的金属不同选择相应的吸附剂产生菌
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制备生物吸附剂的一个方法是从发酵工业获 得废菌体，并用它从溶液中吸附重金属。
另一个生物吸附剂的丰富来源是海洋。
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微生物吸附 剂产生菌
载体
固定化 菌体
试剂处理
吸附作用 增强菌
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Ⅱ、生物回收系统有限公司(北美，拉斯维加斯) ， 从事硅胶或聚丙烯酰胺凝胶固定淡水藻菌体，开 发生物吸附剂; Ⅲ、美国犹他州盐湖城高级矿产技术有限公司,从事 开发以芽孢杆菌为基础的广谱生物吸附剂。
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③用生物吸附法从工业废水中去除重金属的研究， 美国等国家已初见成效。美国国家标准局的研究 人员还分别同美国海军、空军协作，探讨用微生 物作吸附剂从冶炼厂废液中回收战略金属铬、钴、 镍等。美国一些科研小组还试验从照相废液中回 收银，从采矿废水中回收铀。
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④目前，国外已经有使用死的微生物制成生物吸附 剂去除水中重金属的专利, 在美国已有两个科研机构提 供商业用途的生物吸附剂，一个是以含微生物的废弃物 为对象，另一个是以藻类为对象。
⑤在国内，比较成功的进行工业化处理重金属工业 废水的是中国科学院成都生物研究所，自1986年以来， 该所从电镀污泥、废水及下水道铁管内分离筛选出35株 菌株，从中获得高效净化Cr6＋及其它重金属的SR系列 复合功能菌。在锦江电机厂、红光实业股份有限公司、 中国人民解放军第5701工厂、西南航空飞机维修公司等 厂应用，获得了显著的环境和经济效益.
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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。
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④吸附剂粒径
吸附剂粒径太大或太小都不利于吸附处理。这与 金属离子在吸附剂中的内扩散及吸附剂内表面积 的利用状况有关。
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⑤吸附时间
吸附时间是影响重金属吸附效率的重要因素，足 够长的吸附时间才能够使吸附达到平衡，从而有 效地去除重金属离子，但时间的增加意味着污水 处理时池体需要相应加大，这在经济上是不划算 的。一般而言，生物吸附需要2～4h或更长的时间 才能达到理想的效果。
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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。
微生物 吸附剂
颗粒化
固定化菌体：天然菌体机械强度低、密度低、粒 径小，且不易回收利用，需将其转化成类似其它 商用颗粒吸附剂（离子交换树脂和活性炭）的颗 粒大小（0.5～1.5mm）、强度、孔径等。方法即 细胞固定化。
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试剂处理：酸洗、碱洗或加热处理 主要目的： (1)使吸附剂表面去质子化,活化吸附位点; (2)改善吸附剂化学性能。 主要方法： 酸碱处理：一般而言，酸处理作用不明显,有时 还会降低吸附性能；而碱处理主要使吸附剂表面去 质子化，减小重金属离子与Ｈ+产生的斥力。 热反应：热反应主要是改变吸附剂的化学性能, 可使吸附剂的吸附量增加3～4倍; 碎裂：使粒径较大的吸附剂通过外力破碎,使粒 径大小适宜、均匀,提高吸附效率。
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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氧化还原作用 ④无机微沉淀作用
（3）酶促(胞内吸附/沉淀/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。