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前期研究证实了稳恒弱磁场能提高优势菌污泥系统的除铬(Ⅵ)效率,且大部分铬(Ⅵ)被还原后固定于胞外,因此,磁场条件是否对胞外聚合物(EPS)发生了正效应,成为了磁生物效应机理研究的重要组成部分。
本文采用阳离子交换树脂法对两株除铬优势菌的EPS进行提取,通过考察树脂量、提取时间、振荡频率三个因素,分别确定了A菌和B菌的最佳提取条件；研究了不同磁场强度(0、2.4、6、10、17.4mT)对EPS提取量、优势菌的生长关系的影响；对不同磁场作用前后的菌体及其EPS进行表面Zeta电位测定,通过傅立叶红外光谱研究了不同磁场强度下菌体表面基团的特性变化。
综合考察树脂量、振摇频率、提取时间三个主要因素对EPS提取效率的影响,通过正交实验确定阳离子交换树脂法提取优势菌A和B的最佳EPS提取条件分别为树脂量20g,振摇频率120r/min,提取时间8h时,和树脂量30g,提取时间9h,振摇频率140r/min。在最佳提取条件下,两株菌的EPS提取量分别为132.15μg.ml-1和40.84μg·ml-1,DNA提取量仅1.48μg/ml和1.35μg/ml；说明阳离子树脂法是一种高效可靠的提取方法。不同磁场强度(0、2.4、6、10、17.4mT)下,对EPS提取量、优势菌的生长关系的影响研究结果表明,与未加磁场相比,菌A和B菌分别在10mT和6mT磁场条件下,获得最快的生长繁殖速率；分别在17.4mT和6mT磁场条件下,获得最高的提取效率,提取效率比未加磁场时分别提高了16.1％和64.9％。
Zeta电位测定结果表明,磁场的施加确实改变菌体及其离体EPS的Zeta电位,菌体负电荷量均下降,优势菌系统稳定性下降,絮凝性提高,优势菌离体EPS的负电荷量不变或升高,稳定性提高,絮凝性降低。磁场为2.4mT时,优势菌A和B的菌体Zeta电位均变化最明显,负电量比未加磁场作用时分别降低了25.5％和26.2％,而磁场为6mT和17.4mT时,A菌和B菌的离体EPS的Zeta电位均上升最为明显。傅立叶红外光谱结果表明:不同磁场强度作用前后两株优势菌红外谱图的峰型基本不变,磁场强度为2.4mT时,A菌和B菌中的羟基最容易受到磁场的影响,并分别向高波数和低波数产生了明显的位移,说明羟基对弱磁场的作用最为敏感。本文针对磁场条件下优势菌EPS特性的变化所获得的研究成果,对于揭示磁场影响铬(Ⅵ)在生物界面迁移的机理意义重大。