吸附固定化技术在环境污染治理中的研究进展
高菲汪志罗孙华（武汉工程大学化学与环境工程学院，湖北武汉430074）
摘要：本文综述了吸附法固定化技术利用现状，从载体的三种类型进行叙述，并对吸附法固定化技术在环境污染治理中载体选择的发展方向选行了展望。
关键词：固定化；吸附；环境污染
0引
固定化微生物技术是20世纪60年代由生物化工中的固定化酶技术发展起来的。20世纪70年代，固定化微生物技术开始应用于工业废水的生物处理。如今微生物固定化技术已经成为环境保护及水处理领域的研究热点，并充分显示了其独特的优越性。
固定化技术，是指利用化学或物理手段将游离的微生物或酶，在保持一定活性的条件下，限制于一定空间区域并可反复使用的一种基本技术。与游离微生物相比，固定化微生物技术提高微生物密度，降低微生物的流失率，提高污泥停留时间，提高降解速率；便于目标菌种的定向培养，维持降解产物的稳定性，减少副反应的发生。因此，固定化技术已成为国内外生物
科学、环境科学及其相关学科研究的重点。 1吸附法优势
目前，固定化微生物的方法多种多样，其中最常用的是包埋法、交联法和吸附法。包埋法中高分子载体制备工艺复杂，无法再生，成本较高，微生物的生长和产物的代谢由于传质阻力大而受到影响。交联法中微生物活性损失较大，交联剂昂贵，制备成本高，降解效率低。吸附法利用微生物静电力或分子间作用力等，将微生物吸附在附加剂的表面；微生物与载体的结合力较弱，稳定性差，微生物菌体易脱落；制备容易，反应温和，载体可再生，因此吸附法成为具有市场发展潜力的固定化方法。
表1常用固定化技术特征比较
性能结合力
微生物/酶活性适用性
方法
载
稳定性原理操作经济性制备再生性空间位阻常用类别
交联法强低小高交联反应较复杂较高复杂不能较大
吸附法高适中低静电作用简单低易能小
生物质材料，陶粒等无机获体
包埋法适中适中大高直接包裹适中适中复杂不能大
高分子载体，海藻酸纳等
固定化中吸附法可分为物理吸附和离子吸附。物理吸附是
使用具有高吸附能力的物质，如活性荧、陶粒等吸附剂，将微生物吸附在表面固定化。离子吸附是利用微生物在解离状态下离子健合作用而固定于带有相反电荷的离子交换剂上，常见的离子交换剂有DEAE一纤维素、CM一纤维素等
吸附法固定化微生物机理主要为目标菌种表面与载体表面的：①静电作用；②氢键，蔬水作用和元电子亲和力等作用； ③分子间作用力。在吸附固定化过程中，几种机理可能同时发生，但以某一种吸附机理为主。
2吸附固定化技术研究现状
载体材料的性能直接影响其固定化颗粒的活性，理想的载体材料应具备良好的机械强度、热稳定性和化学稳定性、耐生物降解性及对酶的高度亲和性、并能保持较高的活性等，常用的吸附固定化载体普追存在以下问题：①吸附力较弱；②结构不易调控；③易产生二次污染。因此，寻求经济环保、性能优良的固定化载体材料势在必行。目前常用的载体大致可分为有机
载体、无机载体和复合载体三种。 2.1有机载体
在吸附法固定化中，天然生物质材料经济、无毒，可提供微
生物生长所需碳源等养分；比表面积大，孔比容积大，结构较稳定易化学改性，修饰表面，大幅改善载体的生物相容性，提高对酶和微生物的亲和力，提供有利于微生物生长及其表面酶促反应微环境，从而得到理想固定化材料。固此，近来有机载体主要是生物质材料在废水处理中得到较多的研究和应用。
直接以天然生物质材料作为载体，吸附能力较弱，载体和
细胞易脱落。周珊等人以竹荧为载体，用吸附法将硝化菌一反硝化菌等微生物固定在竹炭上，系统中可发生同时硝化一反硝化作用，氨氮去除率可达70%以上。谢冬瑾以稽草粉末、棉花秆粉末、木屑、麦秆粉末、花生壳粉末等为载体，采用吸附法固定白腐真菌降解焦化废水，3天COD去除率可达84.89%，酚类的去除率达70.38%。卢永以玉米芯为载体，采用吸附法制备固定化菌剂进行除油研究，玉米芯固定化微生物的除油率为 47.6%~50.7%，高于相应生物炎的除油率43.5%。对天然生物质材料进行表面修饰，结合力增强，稳定性增高，但细胞易降低活性。张秀露等人采用酸性氧化改性的生物秸秆(XMG)为载体制备固定化微生物用于石油污染土壤的修复，微生物的吸附
2016年06月化重1103