微生物吸附贵金属的研究与应用

概述了微生物吸附回收金、银、铂、钯等贵金属的研究进展,微生物吸附金属的机理,生物吸附技术在贵金属回收等方面的应用及前景。     

改性微生物吸附剂在重金属废水处理中的应用进展

高效、低耗、环境友好的重金属废水处理方法是当前的研究热点之一,微生物吸附法因具有优良的吸附性能、不产生二次污染、环境友好性等优点,在重金属废水处理中有巨大的应用潜力。细菌、真菌、藻类等微生物可通过静电吸附、络合作用等将重金属结合到细胞壁表面。但未经处理的微生物往往吸附效果不佳,通过对微生物进行物理、化学等方法的改性处理,能显著增加微生物与重金属离子结合的活性位点,提高去除效果。本文对国内外微生物的改性方法以及改性微生物吸附剂对废水中重金属的吸附能力和影响因素进行阐述,讨论微生物吸附剂存在的相关问题,并对其未来的研究方向做简要展望。     

SERS标记方法在生化分析中的应用

表面增强拉曼散射(SERS)标记方法结合现代生物标记方法与SERS光谱技术,使吸附到金或银等贵金属表面的标记分子的拉曼信号显著增强,并将其作为标记示踪信号,具有生物兼容性好、灵敏度高、分子特征性强和快速简便等优点,已成为新颖的标记示踪技术的研究热点之一。本文综述近年来SERS标记技术应用于基因分析、蛋白质检测、微生物检测、肿瘤靶向和小分子物质的最新进展,着重介绍蛋白质和小分子物质的检测,并展望了今后的发展方向。     

我国含银废料来源及银的回收方法

从固态和液态两个方面论述了含银废料的来源。针对不同来源的含银废料,介绍了我国常用的银回收技术包括电解法、沉淀法、还原法与吸附法等,并且指出废液中银回收技术的发展方向应转向对高效吸附回收法的研究。     

页岩气开采与深地微生物的相互影响

页岩气是一种特殊的天然气聚集,以吸附或游离状态存在于页岩之中。页岩气资源储量丰富,约占全球天然气能源的三分之一,主要分布在中国、北美、俄罗斯等国家和地区。页岩气开采所使用的水力压裂技术会对深地微生物产生显著影响,在水力压裂的不同阶段,微生物群落组成存在明显差异。其中,产甲烷菌能够提高页岩气的产量,而产酸细菌会造成设备腐蚀,降低页岩气的回收效率。本文概述了页岩气的开采现状、开采过程以及微生物种群的变化和潜在影响,以期促进页岩气开采与深地微生物相互影响的研究,最终推动页岩气的绿色、高效开采。     

土壤矿物与微生物相互作用的机理及其环境效应

土壤矿物与微生物相互作用是地球表层系统中重要的生态过程.微生物或生物分子与矿物间的吸附(粘附)是两者相互作用的基础.吸附(粘附)是一个由分子间力、静电力、疏水作用力、氢键和空间位阻效应等多种作用力或作用因素共同决定、影响的物理化学过程.因此,微生物和矿物的表面性质如表面电荷、疏水性和它们所处的环境条件如pH、电解质浓度、温度等,都影响着矿物-微生物吸附(粘附)过程.微生物细胞或酶可吸附于矿物表面,其结果是细胞代谢或酶活性会发生明显变化,并进一步影响土壤中诸多相关的生态、环境过程.结合4种典型的初始吸附理论:表面自由能热力学理论、DLVO理论、吸附等温线理论和表面复合物理论及本课题组近年来的研究成果,对土壤矿物与微生物相互作用的类型、机理、作用力和现代研究技术等方面的最新研究进展进行了较为全面的论述,对土壤矿物-微生物相互作用的环境效应进行了讨论,并就该领域今后研究工作的特点及应关注的问题进行了展望.     

微生物在矿物表面吸附的研究进展

微生物在矿物表面的吸附是微生物与矿物表面深度作用的前提, 也是生物药剂在选矿中的应用的基础研究。本文综述了影响微生物在矿物表面吸附的环境因素, 微生物细胞与矿物表面之间的相互作用, 微生物细胞表面基团、表面成分及其胞外聚合物对吸附过程的影响, 并提出了今后的研究方向。     

细菌对重金属吸附和解毒机制的研究进展

随着采矿、冶炼和电镀等工业的不断发展,重金属对环境造成的污染也日益严重。近年来提出的微生物修复法,因其成本低和无二次污染等优点而引起国内外学者的广泛关注。目前,用来去除环境中重金属的微生物主要有真菌、藻类、放线菌及细菌等,其中细菌对重金属的微生物吸附和解毒机制研究较为广泛。将从细胞结构的角度,即细菌细胞外部、细胞表面和细胞内部等三方面概述重金属胁迫下细菌的吸附和解毒机制研究进展,主要内容包括细胞外部的沉淀机制、细胞表面的吸附机制以及细胞内部的解毒机制,并提出未来可能的发展方向,旨为重金属污染的微生物修复技术提供理论依据和实践参考。     

典型固体废物中冶金微生物及其浸出机理研究进展

典型固体废物(废电器、废电池、污泥、焚烧飞灰、废催化剂等)含有大量金属资源，回收再利用的价值极高。微生物浸出典型固体废物受多因素影响。对不同微生物浸出金属的菌种筛选、浸出规律和机理的掌握，有助于典型固体废物中金属资源的绿色高效回收，可为我国“双碳”目标作出贡献。本文综述了从典型固体废物中浸出金属的各类微生物，分析了冶金微生物的作用机制，并展望了微生物冶金的应用前景，以期为微生物冶金技术在典型固体废物中的高效应用提供理论参考。     

聚磷生物膜法磷回收研究进展

从污水中回收磷已经成为当前污水全面资源化研究领域的重要研究方向之一,聚磷生物膜法磷回收工艺因其在节省碳源、简化回收流程、提高回收效果、污泥减量化等方面的潜力,成为该领域的重要技术手段和研究热点。本文着重介绍了聚磷生物膜法磷回收的基本原理、功能微生物及其代谢特征;详细梳理了生物膜法磷回收工艺不同模式的回收思路,综合分析了不同工艺模式的技术特征和磷回收效果。此外,对聚磷生物膜系统微生物及其代谢的研究方法与技术进行了整理。文章在综合分析聚磷生物膜法磷回收研究现状的基础上,对该技术的应用前景进行了宏观展望,以期为开展聚磷生物膜法磷回收的基础研究和技术开发提供支撑。     

回收乙醇微生物限度检查方法的建立

目的 建立回收乙醇微生物限度检查方法,并对该法的适用性进行确认。方法 探索合适的稀释度来消除乙醇对微生物的抑菌性,寻找合适的过滤量,确定操作步骤。通过多次试验结果确定质量标准。另取3批回收乙醇,进行微生物限度方法适用性试验,分别计算金黄色葡萄球菌( Staphylococcus aureus )、铜绿假单胞菌( Pseudomonas aeruginosa )、枯草芽孢杆菌( Bacillus subtilis )、白色念珠菌( Candida albicans )、黑曲霉( Aspergillus niger )回收率。结果 回收乙醇至少稀释10倍时,可消除其抑菌性。最终确定试验时先用pH 7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液将供试品稀释10倍,薄膜过滤法过滤量为每张滤膜100 mL。根据多次微生物限度检查结果,最终确定回收乙醇微生物限度质量标准为不高于10 cfu/mL。方法适用性试验中,3批回收乙醇,5种菌的回收率均在50%~200%范围内,表明该方法适用于回收乙醇的微生物限度检查。结论 回收乙醇经10倍稀释后,可以消除其抑菌性,可以采用薄膜过滤法进行微生物限度检查。     

贵金属纳米材料的抑菌机制

贵金属纳米材料(Noble metal-based nanomaterials, NMNs)具有广谱抗菌性。NMNs可通过纳米穿孔、破坏膜稳定性、诱导活性氧、与DNA等生物大分子结合等方式杀灭细菌。同时,在NMNs选择压力下,细菌进化出了抵抗NMNs损害的能力。细菌对NMNs的耐性可通过膜电位排斥、分泌吸附蛋白、激活抗氧化损伤相关酶、外排有毒颗粒以及群体效应等途径得以表现。本文一方面总结了NMNs对细菌的抑制机制,另一方面探讨了细菌对NMNs产生耐性的方式、原因及目前研究的不足,以期为合理开发并应用抑菌贵金属纳米材料提供科学依据。     

黑曲霉菌丝球吸附毕赤酵母的条件优化

丝状真菌菌丝球吸附单细胞微生物是菌丝球应用的一个重要方面。本文以黑曲霉和毕赤酵母为目标菌株探讨了影响吸附的主要因素。结果表明p H 4.0、10 mmol/L磷酸缓冲液、6.48×1010/L毕赤酵母为较优的吸附条件,吸附率达91.41%。分别添加钠、钙、镁、铝四种金属离子均会降低菌丝球吸附毕赤酵母的吸附率。本研究结果为丝状真菌菌丝球吸附单细胞微生物的应用研究提供基础。     

能一步回收融合蛋白的“扩大柱吸附法”

能一步回收融合蛋白的“扩大柱吸附法”最近,ＭａｒｉａｎｎｅＨａｎｓｓｏｎ等人首次用特别设计的高密度阴离子交换剂成功地一步回收分泌的重组蛋白,称为“扩大柱吸附法”（ｅｘｐａｎｄｅｄｂｅｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）。该方法可以直接从粗制的大...     

尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)诱导矿化回收稀土离子La(Ⅲ)

[目的] 从罗源湾红树林浅滩土壤中筛选出产脲酶真菌,研究其对镧La（Ⅲ）的最大耐受浓度,利用其吸附和产脲酶作用诱导矿化回收稀土离子La（Ⅲ）,以期为稀土离子La（Ⅲ）的资源回收提供菌种资源和应用技术指导。[方法] 从罗源湾红树林浅滩土壤中分离、筛选、纯化出可产脲酶及耐La（Ⅲ）真菌,通过ITS rDNA基因序列分析对其进行鉴定;同时,利用XRD、SEM-Mapping及FT-IR分析探讨菌株回收La（Ⅲ）的机理。[结果] 经分离、纯化得到一株可产脲酶及耐受高浓度La（Ⅲ）的真菌FZU-07,鉴定为尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）,其具有较强诱导矿化回收La（Ⅲ）的能力,对La（Ⅲ）的最大耐受浓度为400 mg/L。菌株FZU-07单独对La（Ⅲ）吸附回收效率为46.19%;在诱导矿化条件下回收效率可提高到99.16%。FT-IR和SEM-Mapping分析表明,尖孢镰刀菌吸附La（Ⅲ）与菌丝体表面的氨基、羟基、羰基和磷酸基团相关;XRD和SEM-Mapping结果表明诱导矿化是通过该菌的产脲酶特性,使尿素分解产生碳酸,并与钙离子结合生成球霰石晶型的碳酸钙,La（Ⅲ）被捕获在球霰石晶格中,形成La（Ⅲ）和碳酸钙的混合固相,以共沉淀的形式被回收。[结论] 菌株FZU-07,是一株具有产脲酶特性的尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）,且具有较强的诱导矿化回收La（Ⅲ）能力。表明微生物诱导碳酸钙沉淀是一种可行且生态友好的回收稀土离子的方法。     

高岭土对Fe~(2+)的吸附及其对高岭土中Fe~(3+)生物还原的影响研究

利用异化铁还原微生物可将高岭土中不溶性的Fe3+还原成可溶性的Fe2+,但是此过程中产生的Fe2+能够被高岭土以及异化铁还原微生物吸附,从而影响高岭土中铁的异化还原。本文研究了pH、高岭土量、Fe2+浓度、温度4个因素对高岭土吸附Fe2+的影响;并采用Logistic方程拟合,研究Fe2+及温度对高岭土中Fe3+的生物还原特征。结果表明:pH、高岭土量、浓度、温度4个因素均会影响高岭土吸附Fe2+,当Fe2+吸附在高岭土和微生物菌体表面时,微生物的活性下降,同时高岭土表面Fe3+的生物可利用性也降低,Fe3+生物还原的最大速率减小。     

生物降解对黑碳及土壤上苯酚脱附行为的影响

农业土壤和黑碳(BC)两种不同的吸附剂吸附苯酚平衡后分离,每组一部分不做处理,另一部分通过加入无酚灭菌溶液脱附平衡后分离,制备得到在不同吸附位点上吸附有苯酚的两类不同类型的4种吸附苯酚的吸附剂,研究了在不同Pseudomonasputida ATCC 11172菌密度条件下吸附在这4种吸附剂上的苯酚的脱附行为.结果表明,土壤及BC对苯酚的吸附均呈现明显的非线性,可用Freundlich模型描述.吸附态的苯酚能否被微生物利用取决于微生物及吸附剂的性质,BC具有发达的微孔结构,微孔小于假单胞菌细胞尺寸,导致假单胞菌无法直接利用吸附在BC上的苯酚;土壤基本无微孔结构,微生物较易与吸附的苯酚发生表面接触,直接利用吸附态苯酚.BC和土壤上的吸附态苯酚的脱附行为能用三元位点模型很好地描述,模型计算结果表明BC上的苯酚脱附主要受慢速脱附和极慢速脱附控制,微生物降解速率受脱附控制,降解可加速BC上的慢速脱附和极慢速脱附;土壤上的苯酚脱附主要受快速脱附控制,微生物降解不受脱附速率限制,对土壤上的脱附行为基本无影响.     

回收琼脂糖凝胶中DNA的简便方法

多年来国内分子生物学实验室所采用的几种从琼脂糖凝胶中回收DNA的方法不同程度地存在着各种问题。现介绍一种新的从琼脂糖凝胶上分离和提取DNA的简易方法,采用实验室常用的吸附柱中的吸附膜对DNA进行拦截、纯化和回收。实验证明这种方法回收DNA具有简便快捷、成本低和效率高等优点,是一种切实可行的方法。     

微生物改善土体性能研究进展

土体中除含固体颗粒、液体与气体以外,还存在细菌、真菌等微生物,其存在势必会对土体性能产生一定作用。现有研究表明:微生物改善土体性能的机理是通过改变微观结构作用土体性能,主要有微生物吸附、诱导无机物沉淀、生物表面活性剂附着与气体填充等四种方式。微生物作用土体的宏观表现主要有降低渗透性与提高强度两方面。除理论分析与试验研究取得了一定成果外,微生物在土体封堵防渗与胶结加固工程上也得到了很好应用。     

微生物染料脱色研究进展*

近年来,利用微生物对各种染料及染料废水脱色的研究报道很多,包括细菌、真菌等,脱色机制包括吸附脱色和降解脱色。综述了国内外有关这两大类微生物脱色研究的最新进展,对各种脱色机制在实际染料废水处理中的应用现状和研究方向进行了讨论。