胞外聚合物在微生物细胞吸附药物中的作用

摘要

传统的污水生物处理工艺不能完全去除药品和个人护理用品(PPCPs),活性污泥吸附作用是主要的去除途径之一.然而,PPCPs在活性污泥中吸附机理,尚不清楚.因活性污泥主要由微生物细胞构成,且其表面由胞外聚合物(EPS)包裹着,因此,EPS在微生物细胞吸附药物中的作用成为研究课题.因市政污水中检出的PPCPs大部分为离子型有机物,故,本研究选取pKa值差别较大的3种常见药物:环丙沙星(CIP)、磺胺甲噁唑(SMX)和扑热息痛(ACP)进行讨论.由于pH不仅改变药物在水中的存在形态，而且影响微生物细胞的表面电位；随pH增大，微生物细胞对CIP与SMX的吸附容量减小，而对ACP的吸附容量增加。不依赖于pH，包裹在细胞表面上的EPS决定微生物细胞吸附去除药物，且具有促进作用；可能是由EPS中金属离子、有机物等主要成分作用所致。EPS对CIP与SMX的吸附容量，随Ca2+、Mg2+浓度升高而降低，可能是由于过量金属离子竞争EPS上的吸附位点；而随Fe3+浓度升高而增大，可能是过量Fe3+形成的Fe(OH)3胶体所致。因EPS与ACP间主要为亲疏水性作用，故EPS对ACP的吸附容量几乎不受金属离子的影响。不同的有机物成分对药物的吸附容量不同。