微生物絮凝剂是具有广阔应用前景的一种天然高分子絮凝剂,因而引起科学界的高度重视, 自70年代以来美国和日本等十多个国家已对其进行了详细的研究。本文综述了微生物絮凝剂的研究与应用进展, 包括合成絮凝剂的微生物种类, 微生物絮凝剂的化学本质、遗传基础和微观结构,微生物絮凝剂的絮凝机理和絮凝能力及其影响因素, 微生物絮凝剂的合成条件和提取方法等数个方面。文中还给出了微生物絮凝剂在污染治理等领域实际应用的若干事例。

关键词微生物; 絮凝剂; 污染治理


絮凝是水和工业废水的主要处理方法,同时也是微生物发酵工业过程中将产物和菌体分离的重要手段。絮凝剂的种类包括无机絮凝剂(以铝盐和铁盐为主),人工合成高分子絮凝剂和天然生物高分子絮凝剂[1]。
由于铝盐具有毒性,会影响人类健康; 铁盐会造成处理水中带颜色,高浓度的铁也会对人类健康和生态环境产生不利影响。人工合成的高分子絮凝剂有一定的毒性,如聚丙烯酰胺的单体有神经毒性和"三致"效应(致畸, 致癌,致突变)[2]。因此这些絮凝剂的应用受到很大的限制。
相比之下, 天然生物高分子絮凝剂对人体无害, 可以被生物降解[3], 对生态环境也不存在不利影响,远比前两类絮凝剂安全, 而微生物絮凝剂是天然生物高分子絮凝剂的重要种类。能产生絮凝剂的微生物种类多,生长快,易于采取生物工程手段实现产业化,因而微生物絮凝剂在生物絮凝剂中最具发展前途。美国、日本、英国、法国、德国、前苏联、芬兰、葡萄牙、以色列、韩国和我国对微生物絮凝剂进行了大量的研究[4-23], 取得了一些初步的研究成果, 为微生物絮凝剂的工业应用展示了良好的前景。

1 能产生絮凝剂的微生物
能产生絮凝剂的微生物有很多种类,,细菌[2,7,8]、放线菌[9]、真菌[4,5,6]以及藻类[10]等都可以产生絮凝剂(见表1)。这些已经鉴定的絮凝微生物, 大量存在于土壤,活性污泥和沉积物,从这些微生物中分离出的絮凝剂不仅可以用于处理废水和改进活性污泥的沉降性能,还能用在微生物发酵工业中进行微生物细胞和产物的分离。

1 能产生絮凝剂的微生物
2 微生物絮凝剂的化学本质
3 微生物絮凝剂的遗传基础和生理意义
4 微生物絮凝剂的微观结构
5 微生物絮凝剂的絮凝机理、絮凝能力及其影响因素
6 微生物絮凝剂的合成
7 微生物絮凝剂在环境污染治理中的应用实例

1 马青山,贾瑟,孙丽珉等,絮凝化学和絮凝剂. 第 1 版. 北京: 中国环境科学出版社,1990
2 Ryuichiro Kurane.Screening for and characteristics ofmicrobial flocculants. Agri Biol Chem. 1986,50(9):2301-2307.
3 KuraneRyuichiro, Tomizuka Nobora.Towards new-biomaterial produced by microorganism: bioflocculants and bioabsorbent. Nippon Kagaku Kaishi.1992, (5):45-463
4 Junji Nakamura.Purification and chemical analysis ofmicrobial cell flocculants produced by Aspergiilus sojae AJ7002. Agri Biol Chem. 1976, 40(3):619-624
5 Hiroaki Takagi.Purification and chemical properties ofa flocculant produced by Paecilomyces sp. Agri Biol Chem. 1985,49(11):3159-3164
6 Hiroaki Takagi. Flocculant produced by Paecilomyces sp. taxonomic studies and culture conditionsfor production. Agri Biol Chem. 1985,49(11):3151-3157
7 Ryuichiro Kurane. Correlation between flocculant productionand morphological changes in Rhodococcus erythropolis S-1. J Ferment Bioengin. 1991, 72(6):498-500
8 有马咎, 田村学造 著; 郭丽华 任玉龄 译. 生物技术净化环境. 第 1 版. 北京: 化学工业出版社,1990
9 Junji Nakamura.Screening,isolation, and some properties of microbial cell flocculants. Agri Biol Chem. 1976, 40(2):377-381
10 Bar-Or Y. Characterization of macromelecular flocculantsproduced by Phormidium sp.strain J-1 and by Anabenopsis circularis PCC 6720.Appl Envir Microbiol. 1987, 53(9):2226-2230
11 Jarkko Hantula,Dennis H.Bamford.The efficiency of the protein-dependent flocculation of Flavobacterium sp. issensitive to the composition of growth medium. Appl MicriobiolBiotechnol. 1991, 36:100-104
12 Jarkko Hantula, Dennis H.Bamford.Bacterial phage resistance andflocculation deficiency of Flavobacterium sp. are phenotypicallyinterrelated. Appl Micriobiol Biotechnol. 1991, 36:105-108
13 PaetaReinhard,ZirklerWalter,SteudelAndreas et al. Manufacture of flocculant with Methylbacterium.Ger.(East) DD290917 (Cl.C12P21/00).13 Jun 1991, Appl. 336,387, 27 Dec 1989
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