环境工程中胞外聚合物的研究现状及进展
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２ ２ 提 取 方法对 Ｅ Ｓ含量 的影 响 ． Ｐ
对 于一定 的活性污 泥 ， Ｅ Ｓ含 量 的大小 与 提取 方 法 密不 可 分． ２所 示 的研 究 对 象均 为 城市 污 其 Ｐ 表
水处 理 厂活性 污泥 ， 泥 Ｅ Ｓ中的多糖 测定 均采 用蒽酮 一硫 酸法 ， 白质测 定均 采用 Ｌ ｗｒ 污 Ｐ 蛋 ｏ ｙ法． 表 ２ 从
Ｅ Ｍ） Ｅ 和核磁共 振 （ ＮＭＲ） ［ ．
色谱法 中应 用较 多 的是 气相 色谱 （ Ｃ） Ｇ 和高效 液相 色谱 分析 （ Ｌ 方 法 ， ＨＰ Ｃ） 通过 这两 种 方法 对 Ｅ Ｓ Ｐ
８６ ５
西
安
建
筑
科
技
大
学
学
报（ 自然 科 学 版 ）
第４ ３卷
水 解后 的单糖 和 氨基酸 进行定 性 和定量 分析［１ ， ４９ 进而 可 以推算 Ｅ Ｓ中多糖 和蛋 白质 的含量 ． ，３ Ｐ 显微 方法 中采 用原 子力显微 镜 （ Ｍ） 可 以在 液体环 境下 观测 Ｅ Ｓ的微结 构 ， 接 了解 Ｅ Ｓ的物 ＡＦ ， Ｐ 直 Ｐ
两者 的 Ｔ ＯＣ约 占总 Ｅ Ｓ的 ７ ％～８ ［ 它们也 是环 境工程 领域 经常 测定 的化学成 分 ． Ｐ Ｏ ０ ４ ． ，
宏 观 角度上 ， ｈ ｎ Ｓ ｅ ｇ等认 为 可 以将 Ｅ Ｓ划 分 为 溶 解 型 Ｅ Ｓ ｓ ｌｂｅＥ Ｓ 和 结 合 型 Ｅ Ｓ ｂ ｕ ｄ Ｐ Ｐ （ ｏｕ ｌ Ｐ ） Ｐ （ ｏ ｎ
少 ， 是其标准 曲线具有一定 的非 线性 ， 但 偏差较 大 ； Ｌ ｗｒ 虽然测 定过 程 比较费 时 ， 而 ｏ ｙ法 但灵 敏度 较高 ， 结 果 相对 更准 确［ ， ８ 因此 ， 环境工 程 中对 活性污 泥 Ｅ Ｓ中蛋 白质 的测定 ， Ｐ 目前普 遍采 用 Ｌ ｗｒ ｏ ｙ法．
化 性质 ［ 此外 ， 过共 聚焦显 微镜 （ Ｌ Ｍ） ２ ． 通 Ｃ Ｓ 观测 Ｅ Ｓ组 分 的基 础 上 ， 以用 来 测定 Ｅ Ｓ的三 维 细胞 Ｐ 可 Ｐ 体 积 比例 ， 而测定 Ｅ Ｓ的相 对含 量 ， 从 Ｐ 也是 一 种 正在 尝 试 的新 方 法 ， 因为该 方 法 可 以 免去 Ｅ Ｓ的 提取 Ｐ
护微 生 物免受 外界 恶劣环 境 的破坏 ， 比如 在饥 饿时 能够作 为细 胞 的碳 源 和能源 物质嘲． 本文 较系 统地 了
介 绍 Ｅ Ｓ的组成 、 Ｐ Ｐ Ｅ Ｓ的提 取分 析 方法 、 Ｐ Ｅ Ｓ的 吸 附性能 及 其影 响 和应 用 ， 指 出了 Ｅ Ｓ研 究 的现存 并 Ｐ
问题 及未 来 的方 向．
这也 是蛋 白质 含量 较高 的溶解 态 Ｅ Ｓ的 粘合 容 量 大 于蛋 白质 相对 含 量 较低 的结 合 型 Ｅ Ｓ的原 因［ ． Ｐ Ｐ ４ ］
另外 ， 研究 表 明结合 型 Ｅ Ｓ与 金属 的粘合 强度 遵循 朗格缪 尔等 温方程 式［ ． Ｐ ２ 引
Ｔａ ． Ｅｆｅ ｔｏ ｘ ｒ ｃｉ ｅｈ ｄ ｎｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ｒ ｔｉ ｎ ａ ｂ ｈ ｄｒｔ ｎ ＥＰＳｆｏ ａ ｔｖ ｔｄ ｓｕ ｇ ｂ２ ｆｃ ｆｅ ｔａ ｔ ｏｎｍ ｔ ｏ ｓｏ ｈ ｏ ｔｎ ｆｐ ｏ ｅｎ ａ ｄｃ ｒ ｏ ｙ ａ ｅｉ ｒ ｍ ｃｉａ ｅ ｌｄ ｅ
电荷 较 多 ， 因此 可 与带正 电荷 的菲 、 、 殖 酸 和染 料 等 发 生 电荷 反 应 而 吸附 有 机 污染 物 ［． Ｐ 苯 腐 ４ Ｅ Ｓ吸 附 ］ 重金 属是 由于 其组成 中的蛋 白质 、 糖和 腐殖 酸的粘力要 大 于 腐殖 酸 ， 多 其
１ Ｅ Ｓ的组 成 Ｐ
自从 Ｅ Ｓ被发 现 以来 ， 于其 组成 的研究 一直 是该 领域最 受关 注 的问题． 目前 为止 ， 多数 研究 Ｐ 关 到 大
者认 为 ， Ｐ Ｅ Ｓ主要 由蛋 白质 、 多糖 、 腐殖 质 、 肪 、 脂 核酸 以及 无机 物 质组 成 ， 中蛋 白质 和 多糖 含 量最 高 ， 其
污染 ， 因此会影 响 Ｅ Ｓ的高 效凝胶 过 滤 色谱 （ Ｓ Ｃ） 测 定 结果 ． 且 ， Ｐ ＨＰ Ｅ 及 ］而 物理 法 的提 取效 率 要 低 于 化 学法 ［ 表 １综述 了部 分文 献 以说 明各 种提 取方 法 的优 缺点 ． １ ．
收 稿 日期 ：０ １Ｏ —７ ２ １一６２
怡（９ １） 女 ， １７ 一 ， 陕西蓝田人 ， 博士 ， 副教授 ， 研究方向为水污染控制 的理论和技术．
第６ 期
王
怡 等 ： 境 工 程 中胞 外 聚合 物 的研 究 现状 及 进 展 环
８５ ５
从 表 １可 以看 出 ， 阳离 子交换 树脂 法是较 好 的一种 提取 方法 ， 也是 目前应 用最 多 的提取方 法．
４ １ Ｅ Ｓ的 吸附性 能 ． Ｐ
Ｅ Ｓ的吸 附性能是 指 Ｅ Ｓ具有 吸附金 属 和有机 物 的特性 ， 一特 性直 接影 响着生 物絮 凝体 表 面 的 Ｐ Ｐ 这 生 物吸 附 、 物絮凝 、 生 絮体 沉 降性能 和稳定 性［ ． ４ ］ ． Ｅ Ｓ的表 面吸 附性 主 要归 因 于它所 携带 的特殊 功能 团 ， 羧基 、 Ｐ 如 羟基 、 氨基 、 含磷 键等 ． Ｐ 自身负 ＥＳ
３ 测 定 方 法
３ １ Ｅ Ｓ的常规 测定 方法 ． Ｐ
Ｅ Ｓ提 取之后 ， 其具体 成分 进行 分析 测定也 是 目前研 究 的重要 内容之 一． Ｐ 对 如前 所 述 ， 环境 工 程 中 Ｅ Ｓ的含量通 常通 过蛋 白质 和多糖 来描 述 ， Ｐ 偶尔需 要测 定核 酸和腐 殖质 含量 ． Ｅ Ｓ中蛋 白质 含量一般采用 Ｌ ｗ ｙ 或 Ｂ ａｆｒ Ｐ ｏ ｒ法 ｒｄｏｄ法测定 ， 中 Ｂ ａｆｒ 法测定 过程简捷 ， 因素较 其 ｒｄｏｄ 干扰
摘
要： 胞外聚合物是微 生物分泌于细胞外 的多种有机物 的总称 ， 它是环境工程 中微生物聚集体 的主要成分 ，
对 于环 境 微 生 物 的性 状 有 一 定 的影 响 ， 因此 近 年 来 成 为 研 究 的 热 点 ． 文 从 Ｅ Ｓ 的组 成 、 取 方 法 、 定 方 本 Ｐ 提 测
法、 吸附性 能正负面影响及其应用 等方 面， 就近年来国内外关于胞外 聚合物 的现状 和最新研究进展 进行 了综
光谱 法是基 于 物质 与辐射 能作用 时 ， 测量 由物质 内部 发生 量子 化 的能级之 间 的跃迁 而产生 的发射 、
吸 收或散 射辐 射 的波 长 和强度 进行分 析 的方 法． 用 光谱 法 可 以检 测 Ｅ Ｓ的官 能 团 和元 素组 成 ， 用 采 Ｐ 常 的光谱 法包 括光 电子 能谱 法 （ Ｐ ） 傅 里 叶变换 红 外 光谱 （ Ｔ Ｒ） 三 维 矩 阵发 射荧 光 分 光光 度 法 （ Ｄ Ｘ Ｓ、 Ｆ Ｉ 、 ３－
过 程 ， 不需要 对 Ｅ Ｓ做特殊 处理 ， 也 Ｐ 因此 很有 前 景 ， 但是 这 种 方法 目前 主 要应 用 于 生 物膜 Ｅ Ｓ的 测定 Ｐ 中［ 对 于非 固定 态微 生物 中的 Ｅ Ｓ测定 尚有难 度 ． ２ ， Ｐ
４ Ｅ Ｓ的吸 附 性 能及 其 影 响 与应 用 Ｐ
硫 酸法 ．
此外 ， Ｐ Ｅ Ｓ中核 酸 多用二苯 胺显 色法 测定 ， 腐殖 质则 常用 改 良式 Ｌ ｗｒ 测定 ［ ｏ ｙ法 ４
３ ２ Ｅ Ｓ的 革新测 定方 法 ． Ｐ
．
，
近 年来 ， 随着研 究手 段和 技术 的革新 ， Ｐ Ｅ Ｓ测定 的各 种新 方 法也 得 到 了发展 ， 目前 报道 的主 要有 光 谱法 、 色谱 法及 显微 法．
第４ ３卷
第 ６期
西 建 科 技 学 报（然 学 ） 安 筑 大 学 自 科 版
Ｊ Ｘｉａ ｉ．ｏ ｃ ． ． ｔｎ Ｕｎｖ ｆＡｒｈ ＆ Ｔｅ ｈ （ ｔｒｌ ｅ ｎｅＥ ｉｏ ） ｃ ． Ｎａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｅ ｉ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ６ １４ 。
修 改稿 日期 ：０ １１—５ ２ １ —０１
基 金 项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 青 年 基 金 资 助 项 目（ １０ ３ ８ ； 育 部 “ 江 学 者 与创 新 团 队发 展 计 划 ” 新 团 队 资助 项 目 （Ｒ ８ ３ 国 ５ １８ ６ ） 教 长 创 Ｉ Ｔ０ ５ ）
作者简介 ： 王
述 ， 期对 未来 的胞 外 聚合 物 研 究 提供 重 要 参 考 ． 以
关 键 词 ： 外 聚 合 物 ； 境 工 程 ； 用 胞 环 应 中 图分 类 号 ： ７ ３ Ｘ ０ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ｛０ ６７ ３ （ ０ １０ —８ ４０ １０ —９０ ２ １ ） ６０ ５ —５
Ｄｅ ． ２ １ ｃ Ｏｌ
２ １ 年 １ 月 ０１ ２
环境 工程 中胞 外 聚 合 物 的研 究 现 状及 进 展
王 怡 ， 淑 健 彭 党聪 郑 ， ２
（． １ 西安 建 筑 科 技 大学 环 境 与市 政 工 程 学 院 ， 西 西 安 ７ ０ ５ ； 陕 １０ ５ ２ ．西 部 建 筑 科 技 国 家 重 点 实 验 室 （ ） 陕 西 西 安 ７ ０５ ） 筹 ， １ ０ ５
Ｅ Ｓ的提 取是 对其定 性定 量分 析 的基 础 ， Ｐ 因此 ， 寻求 高效 的提 取方 法 一直 是 Ｅ Ｓ研 究 的热点 ． Ｐ Ｐ ＥＳ
提 取 的方法 主要有 物理 法 和化学 法． 理法 是通过 物 理外 力提 取 Ｅ Ｓ， 物 Ｐ 主要 包 括离 心 法 、 声 法 和热 提 超 取 法． 化学法 是利 用化 学添 加剂 提 取 Ｅ Ｓ 主要 包 括 Ｎａ Ｐ， ＯＨ 提 取 法 、 酸提 取 法 、 硫 甲醛一 ＯＨ 提 取 法 、 Ｎａ
胞 外聚合 物 （ Ｐ ） Ｅ Ｓ 是微 生物 在一定 环 境 条件 下 分 泌 于胞 外 的 复杂 高 分 子 有机 物 的总 称 ［２， 是 １］ 它 －
环境 工 程 中微 生物 聚集体 （ 活性 污 泥 、 生物 膜及 颗粒 污泥 ） 的主 要成分 ， 响着微 生物 聚集体 的特 性并保 影
Ｅ Ｓ ． 外 ， 据分 离难 易程度 及其 空 间分 布 ， 合 型 Ｅ Ｓ又 可 分为 松 散结 合 Ｅ Ｓ Ｌ －Ｅ Ｓ 和 紧密 Ｐ ）此 根 结 Ｐ Ｐ （ Ｂ－ Ｐ ）
结合 Ｅ Ｓ ＴＢ Ｅ Ｓ ［ Ｐ （ － Ｐ） ．
２ Ｅ Ｓ的提 取 方 法 Ｐ
２ １ Ｅ Ｓ的提取 方法及 优缺 点 ． Ｐ
Ｅ ＴＡ 提取 法 、 二醛 提取法 、 Ｄ 戊 离子 交换 树脂 法 （ Ｅ 等［ ． Ｃ Ｒ） ４ 提取 方法 的优劣 通 常通 过对 微 生 物细 胞
的损害 程度来 评 价 ， Ｅ Ｓ中 Ｄ 即 Ｐ ＮＡ 含量 ［ ． ８ ］
一
般来说 ， 理法会 影 响 Ｅ Ｓ中分 子质 量 分 布 ； 物 Ｐ 而化 学 法则 由于 化学 提 取剂 的添 加会 使 样 品受 到
Ｅ Ｓ中多 糖含 量常 用蒽酮 一 酸法 或苯 酚一 酸法 测 定 ． 比研 究 表 明 ， 酮一 酸 法 比苯 酚一 酸法 Ｐ 硫 硫 对 蒽 硫 硫
所 测定 的结 果偏 低一 些［ ， 因蒽 酮一 酸法 测定 过 程简 便 、 捷 ， ８但 ］ 硫 快 因此 ， 目前测 定 过程 中较 常采 用蒽 酮一
可 以看 出 ， 即使 同为城 市污水 处理 厂活性 污 泥且采 用相 同的 测定 方法 ， 是 由 于提取 方 法不 同 ， Ｐ 但 Ｅ Ｓ中
蛋 白质 的含量 相差 巨大 ， 多糖 含量 也有差 异． 因此 ， 规范 Ｅ Ｓ的提 取方 法非 常必要 ． Ｐ
表 ２ 提 取 方 法对 污 泥 Ｅ Ｓ中蛋 白质 和 多 糖 含 量 的 影 响 Ｐ
对 于一定 的活性污 泥 ， Ｅ Ｓ含 量 的大小 与 提取 方 法 密不 可 分． ２所 示 的研 究 对 象均 为 城市 污 其 Ｐ 表
水处 理 厂活性 污泥 ， 泥 Ｅ Ｓ中的多糖 测定 均采 用蒽酮 一硫 酸法 ， 白质测 定均 采用 Ｌ ｗｒ 污 Ｐ 蛋 ｏ ｙ法． 表 ２ 从
Ｅ Ｍ） Ｅ 和核磁共 振 （ ＮＭＲ） ［ ．
色谱法 中应 用较 多 的是 气相 色谱 （ Ｃ） Ｇ 和高效 液相 色谱 分析 （ Ｌ 方 法 ， ＨＰ Ｃ） 通过 这两 种 方法 对 Ｅ Ｓ Ｐ
８６ ５
西
安
建
筑
科
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大
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学
报（ 自然 科 学 版 ）
第４ ３卷
水 解后 的单糖 和 氨基酸 进行定 性 和定量 分析［１ ， ４９ 进而 可 以推算 Ｅ Ｓ中多糖 和蛋 白质 的含量 ． ，３ Ｐ 显微 方法 中采 用原 子力显微 镜 （ Ｍ） 可 以在 液体环 境下 观测 Ｅ Ｓ的微结 构 ， 接 了解 Ｅ Ｓ的物 ＡＦ ， Ｐ 直 Ｐ
两者 的 Ｔ ＯＣ约 占总 Ｅ Ｓ的 ７ ％～８ ［ 它们也 是环 境工程 领域 经常 测定 的化学成 分 ． Ｐ Ｏ ０ ４ ． ，
宏 观 角度上 ， ｈ ｎ Ｓ ｅ ｇ等认 为 可 以将 Ｅ Ｓ划 分 为 溶 解 型 Ｅ Ｓ ｓ ｌｂｅＥ Ｓ 和 结 合 型 Ｅ Ｓ ｂ ｕ ｄ Ｐ Ｐ （ ｏｕ ｌ Ｐ ） Ｐ （ ｏ ｎ
少 ， 是其标准 曲线具有一定 的非 线性 ， 但 偏差较 大 ； Ｌ ｗｒ 虽然测 定过 程 比较费 时 ， 而 ｏ ｙ法 但灵 敏度 较高 ， 结 果 相对 更准 确［ ， ８ 因此 ， 环境工 程 中对 活性污 泥 Ｅ Ｓ中蛋 白质 的测定 ， Ｐ 目前普 遍采 用 Ｌ ｗｒ ｏ ｙ法．
化 性质 ［ 此外 ， 过共 聚焦显 微镜 （ Ｌ Ｍ） ２ ． 通 Ｃ Ｓ 观测 Ｅ Ｓ组 分 的基 础 上 ， 以用 来 测定 Ｅ Ｓ的三 维 细胞 Ｐ 可 Ｐ 体 积 比例 ， 而测定 Ｅ Ｓ的相 对含 量 ， 从 Ｐ 也是 一 种 正在 尝 试 的新 方 法 ， 因为该 方 法 可 以 免去 Ｅ Ｓ的 提取 Ｐ
护微 生 物免受 外界 恶劣环 境 的破坏 ， 比如 在饥 饿时 能够作 为细 胞 的碳 源 和能源 物质嘲． 本文 较系 统地 了
介 绍 Ｅ Ｓ的组成 、 Ｐ Ｐ Ｅ Ｓ的提 取分 析 方法 、 Ｐ Ｅ Ｓ的 吸 附性能 及 其影 响 和应 用 ， 指 出了 Ｅ Ｓ研 究 的现存 并 Ｐ
问题 及未 来 的方 向．
这也 是蛋 白质 含量 较高 的溶解 态 Ｅ Ｓ的 粘合 容 量 大 于蛋 白质 相对 含 量 较低 的结 合 型 Ｅ Ｓ的原 因［ ． Ｐ Ｐ ４ ］
另外 ， 研究 表 明结合 型 Ｅ Ｓ与 金属 的粘合 强度 遵循 朗格缪 尔等 温方程 式［ ． Ｐ ２ 引
Ｔａ ． Ｅｆｅ ｔｏ ｘ ｒ ｃｉ ｅｈ ｄ ｎｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ｒ ｔｉ ｎ ａ ｂ ｈ ｄｒｔ ｎ ＥＰＳｆｏ ａ ｔｖ ｔｄ ｓｕ ｇ ｂ２ ｆｃ ｆｅ ｔａ ｔ ｏｎｍ ｔ ｏ ｓｏ ｈ ｏ ｔｎ ｆｐ ｏ ｅｎ ａ ｄｃ ｒ ｏ ｙ ａ ｅｉ ｒ ｍ ｃｉａ ｅ ｌｄ ｅ
电荷 较 多 ， 因此 可 与带正 电荷 的菲 、 、 殖 酸 和染 料 等 发 生 电荷 反 应 而 吸附 有 机 污染 物 ［． Ｐ 苯 腐 ４ Ｅ Ｓ吸 附 ］ 重金 属是 由于 其组成 中的蛋 白质 、 糖和 腐殖 酸的粘力要 大 于 腐殖 酸 ， 多 其
１ Ｅ Ｓ的组 成 Ｐ
自从 Ｅ Ｓ被发 现 以来 ， 于其 组成 的研究 一直 是该 领域最 受关 注 的问题． 目前 为止 ， 多数 研究 Ｐ 关 到 大
者认 为 ， Ｐ Ｅ Ｓ主要 由蛋 白质 、 多糖 、 腐殖 质 、 肪 、 脂 核酸 以及 无机 物 质组 成 ， 中蛋 白质 和 多糖 含 量最 高 ， 其
污染 ， 因此会影 响 Ｅ Ｓ的高 效凝胶 过 滤 色谱 （ Ｓ Ｃ） 测 定 结果 ． 且 ， Ｐ ＨＰ Ｅ 及 ］而 物理 法 的提 取效 率 要 低 于 化 学法 ［ 表 １综述 了部 分文 献 以说 明各 种提 取方 法 的优 缺点 ． １ ．
收 稿 日期 ：０ １Ｏ —７ ２ １一６２
怡（９ １） 女 ， １７ 一 ， 陕西蓝田人 ， 博士 ， 副教授 ， 研究方向为水污染控制 的理论和技术．
第６ 期
王
怡 等 ： 境 工 程 中胞 外 聚合 物 的研 究 现状 及 进 展 环
８５ ５
从 表 １可 以看 出 ， 阳离 子交换 树脂 法是较 好 的一种 提取 方法 ， 也是 目前应 用最 多 的提取方 法．
４ １ Ｅ Ｓ的 吸附性 能 ． Ｐ
Ｅ Ｓ的吸 附性能是 指 Ｅ Ｓ具有 吸附金 属 和有机 物 的特性 ， 一特 性直 接影 响着生 物絮 凝体 表 面 的 Ｐ Ｐ 这 生 物吸 附 、 物絮凝 、 生 絮体 沉 降性能 和稳定 性［ ． ４ ］ ． Ｅ Ｓ的表 面吸 附性 主 要归 因 于它所 携带 的特殊 功能 团 ， 羧基 、 Ｐ 如 羟基 、 氨基 、 含磷 键等 ． Ｐ 自身负 ＥＳ
３ 测 定 方 法
３ １ Ｅ Ｓ的常规 测定 方法 ． Ｐ
Ｅ Ｓ提 取之后 ， 其具体 成分 进行 分析 测定也 是 目前研 究 的重要 内容之 一． Ｐ 对 如前 所 述 ， 环境 工 程 中 Ｅ Ｓ的含量通 常通 过蛋 白质 和多糖 来描 述 ， Ｐ 偶尔需 要测 定核 酸和腐 殖质 含量 ． Ｅ Ｓ中蛋 白质 含量一般采用 Ｌ ｗ ｙ 或 Ｂ ａｆｒ Ｐ ｏ ｒ法 ｒｄｏｄ法测定 ， 中 Ｂ ａｆｒ 法测定 过程简捷 ， 因素较 其 ｒｄｏｄ 干扰
摘
要： 胞外聚合物是微 生物分泌于细胞外 的多种有机物 的总称 ， 它是环境工程 中微生物聚集体 的主要成分 ，
对 于环 境 微 生 物 的性 状 有 一 定 的影 响 ， 因此 近 年 来 成 为 研 究 的 热 点 ． 文 从 Ｅ Ｓ 的组 成 、 取 方 法 、 定 方 本 Ｐ 提 测
法、 吸附性 能正负面影响及其应用 等方 面， 就近年来国内外关于胞外 聚合物 的现状 和最新研究进展 进行 了综
光谱 法是基 于 物质 与辐射 能作用 时 ， 测量 由物质 内部 发生 量子 化 的能级之 间 的跃迁 而产生 的发射 、
吸 收或散 射辐 射 的波 长 和强度 进行分 析 的方 法． 用 光谱 法 可 以检 测 Ｅ Ｓ的官 能 团 和元 素组 成 ， 用 采 Ｐ 常 的光谱 法包 括光 电子 能谱 法 （ Ｐ ） 傅 里 叶变换 红 外 光谱 （ Ｔ Ｒ） 三 维 矩 阵发 射荧 光 分 光光 度 法 （ Ｄ Ｘ Ｓ、 Ｆ Ｉ 、 ３－
过 程 ， 不需要 对 Ｅ Ｓ做特殊 处理 ， 也 Ｐ 因此 很有 前 景 ， 但是 这 种 方法 目前 主 要应 用 于 生 物膜 Ｅ Ｓ的 测定 Ｐ 中［ 对 于非 固定 态微 生物 中的 Ｅ Ｓ测定 尚有难 度 ． ２ ， Ｐ
４ Ｅ Ｓ的吸 附 性 能及 其 影 响 与应 用 Ｐ
硫 酸法 ．
此外 ， Ｐ Ｅ Ｓ中核 酸 多用二苯 胺显 色法 测定 ， 腐殖 质则 常用 改 良式 Ｌ ｗｒ 测定 ［ ｏ ｙ法 ４
３ ２ Ｅ Ｓ的 革新测 定方 法 ． Ｐ
．
，
近 年来 ， 随着研 究手 段和 技术 的革新 ， Ｐ Ｅ Ｓ测定 的各 种新 方 法也 得 到 了发展 ， 目前 报道 的主 要有 光 谱法 、 色谱 法及 显微 法．
第４ ３卷
第 ６期
西 建 科 技 学 报（然 学 ） 安 筑 大 学 自 科 版
Ｊ Ｘｉａ ｉ．ｏ ｃ ． ． ｔｎ Ｕｎｖ ｆＡｒｈ ＆ Ｔｅ ｈ （ ｔｒｌ ｅ ｎｅＥ ｉｏ ） ｃ ． Ｎａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｅ ｉ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ６ １４ 。
修 改稿 日期 ：０ １１—５ ２ １ —０１
基 金 项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 青 年 基 金 资 助 项 目（ １０ ３ ８ ； 育 部 “ 江 学 者 与创 新 团 队发 展 计 划 ” 新 团 队 资助 项 目 （Ｒ ８ ３ 国 ５ １８ ６ ） 教 长 创 Ｉ Ｔ０ ５ ）
作者简介 ： 王
述 ， 期对 未来 的胞 外 聚合 物 研 究 提供 重 要 参 考 ． 以
关 键 词 ： 外 聚 合 物 ； 境 工 程 ； 用 胞 环 应 中 图分 类 号 ： ７ ３ Ｘ ０ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ｛０ ６７ ３ （ ０ １０ —８ ４０ １０ —９０ ２ １ ） ６０ ５ —５
Ｄｅ ． ２ １ ｃ Ｏｌ
２ １ 年 １ 月 ０１ ２
环境 工程 中胞 外 聚 合 物 的研 究 现 状及 进 展
王 怡 ， 淑 健 彭 党聪 郑 ， ２
（． １ 西安 建 筑 科 技 大学 环 境 与市 政 工 程 学 院 ， 西 西 安 ７ ０ ５ ； 陕 １０ ５ ２ ．西 部 建 筑 科 技 国 家 重 点 实 验 室 （ ） 陕 西 西 安 ７ ０５ ） 筹 ， １ ０ ５
Ｅ Ｓ的提 取是 对其定 性定 量分 析 的基 础 ， Ｐ 因此 ， 寻求 高效 的提 取方 法 一直 是 Ｅ Ｓ研 究 的热点 ． Ｐ Ｐ ＥＳ
提 取 的方法 主要有 物理 法 和化学 法． 理法 是通过 物 理外 力提 取 Ｅ Ｓ， 物 Ｐ 主要 包 括离 心 法 、 声 法 和热 提 超 取 法． 化学法 是利 用化 学添 加剂 提 取 Ｅ Ｓ 主要 包 括 Ｎａ Ｐ， ＯＨ 提 取 法 、 酸提 取 法 、 硫 甲醛一 ＯＨ 提 取 法 、 Ｎａ
胞 外聚合 物 （ Ｐ ） Ｅ Ｓ 是微 生物 在一定 环 境 条件 下 分 泌 于胞 外 的 复杂 高 分 子 有机 物 的总 称 ［２， 是 １］ 它 －
环境 工 程 中微 生物 聚集体 （ 活性 污 泥 、 生物 膜及 颗粒 污泥 ） 的主 要成分 ， 响着微 生物 聚集体 的特 性并保 影
Ｅ Ｓ ． 外 ， 据分 离难 易程度 及其 空 间分 布 ， 合 型 Ｅ Ｓ又 可 分为 松 散结 合 Ｅ Ｓ Ｌ －Ｅ Ｓ 和 紧密 Ｐ ）此 根 结 Ｐ Ｐ （ Ｂ－ Ｐ ）
结合 Ｅ Ｓ ＴＢ Ｅ Ｓ ［ Ｐ （ － Ｐ） ．
２ Ｅ Ｓ的提 取 方 法 Ｐ
２ １ Ｅ Ｓ的提取 方法及 优缺 点 ． Ｐ
Ｅ ＴＡ 提取 法 、 二醛 提取法 、 Ｄ 戊 离子 交换 树脂 法 （ Ｅ 等［ ． Ｃ Ｒ） ４ 提取 方法 的优劣 通 常通 过对 微 生 物细 胞
的损害 程度来 评 价 ， Ｅ Ｓ中 Ｄ 即 Ｐ ＮＡ 含量 ［ ． ８ ］
一
般来说 ， 理法会 影 响 Ｅ Ｓ中分 子质 量 分 布 ； 物 Ｐ 而化 学 法则 由于 化学 提 取剂 的添 加会 使 样 品受 到
Ｅ Ｓ中多 糖含 量常 用蒽酮 一 酸法 或苯 酚一 酸法 测 定 ． 比研 究 表 明 ， 酮一 酸 法 比苯 酚一 酸法 Ｐ 硫 硫 对 蒽 硫 硫
所 测定 的结 果偏 低一 些［ ， 因蒽 酮一 酸法 测定 过 程简 便 、 捷 ， ８但 ］ 硫 快 因此 ， 目前测 定 过程 中较 常采 用蒽 酮一
可 以看 出 ， 即使 同为城 市污水 处理 厂活性 污 泥且采 用相 同的 测定 方法 ， 是 由 于提取 方 法不 同 ， Ｐ 但 Ｅ Ｓ中
蛋 白质 的含量 相差 巨大 ， 多糖 含量 也有差 异． 因此 ， 规范 Ｅ Ｓ的提 取方 法非 常必要 ． Ｐ
表 ２ 提 取 方 法对 污 泥 Ｅ Ｓ中蛋 白质 和 多 糖 含 量 的 影 响 Ｐ