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论文围绕用Na2S作为胁迫/诱导因子对Bacillus vallismortis sp.EPS的组分进行定向调控,并以EPS作为吸附剂对典型重金属Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附性能展开研究,考察Na2S胁迫/诱导对EPS组分特别是巯基蛋白的影响。采用扫描电镜、三维荧光、傅里叶红外光谱以及X射线光电子能谱表征手段分析了外源硫对Bacillus vallismortis sp.EPS的作用机理,并以胁迫/诱导前后的Bacillus vallismortis sp.EPS作为重金属离子吸附剂,探讨了对Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的最佳吸附条件以及它们的吸附行为与吸附规律。主要结论如下:(1)用不同强度的Na2S对Bacillus vallismortis sp.进行胁迫/诱导时,菌株的生长会受到一定程度的影响,在胁迫/诱导因子强度为5-80mg/L范围内,菌种的生物量干重在Na2S浓度为20mg/L时达到了最大值1.81g/L。EPS产量也在此条件下最高,为105.58mg/g VSS,其中蛋白质含量相比于胁迫/诱导前增加了近一倍,此时蛋白质中-SH含量比胁迫前提高了48.2%。Bacillus vallismortis sp.EPS对Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附效果均在Na2S浓度为20 mg/L时最为显著。(2)电镜扫描结果显示,经外源硫胁迫/诱导后的菌株表面附着有更多的胞外聚合物,表明外源硫的胁迫/诱导可以通过某种途径或者方式刺激菌株产生更多的胞外聚合物,这种刺激作用使得EPS中的类蛋白质物质含量增加,增强了与重金属离子的结合能力。(3)红外光谱结果表明,胁迫/诱导前后的EPS中的官能团种类存在着差别,主要体现在S-EPS中出现了含有-SH的特征峰。两种EPS在吸附Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的过程中起主要作用的活性基团也有所不同,Control-EPS与两种重金属离子作用时参与的基团主要是C=O、C-N和N-H,多糖中的C-O基团还参与了Zn(Ⅱ)的吸附。S-EPS吸附两种重金属时参与吸附过程的官能团主要是-SH、C=O以及N-H/C-N。X射线光电子能谱对EPS中的主要元素C、O、N与S的进行了分析,结果表明,外源硫胁迫/诱导之后,EPS中这四种元素的化学存在形态有所变化,主要表现在部分碳链断开,进而与O、N元素结合,以碳氧双键和酰胺类物质存在,即C=O以及C-O/C-N基团浓度/数量增加;在S-EPS中检测到明显的S元素信号并以含有-SH的硫醇形式存在,而Control-EPS中的S元素信号则很微弱。(4)Bacillus vallismortis sp.EPS对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附性能研究表明,胁迫/诱导前后EPS对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附能力随着p H的升高而增强;EPS对两种金属离子的吸附性能受温度的影响比较小;胁迫/诱导前后EPS对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附过程与Langmuir模型和Freundlich模型均有较高的拟合度。拟合Langmuir等温式,计算出S-EPS对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的最大吸附量分别为1428.57mg/g和979.09mg/g,吸附能力优于Control-EPS,这与EPS组分差异有关。吸附动力学结果显示,两种EPS吸附Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的过程更符合二级动力学模型,表明EPS对两种金属离子吸附的控速步骤是化学反应,且为自发进行的吸热反应。(5)Cu(Ⅱ)的存在对S-EPS吸附Zn(Ⅱ)具有较为显著的抑制作用,Zn(Ⅱ)作为共存离子存在时,对Cu(Ⅱ)的抑制作用则没有那么强。对比单一体系S-EPS对两种金属离子的吸附情况,可以判断当体系中有Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)两种金属离子同时存在时,S-EPS会对Cu(Ⅱ)表现出更好的亲和性。