ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гетерокоагуляция из "Флокулянты в биотехнологии" В природе и технологических процессах часто наблюдается взаимодействие клеток с твердыми частицами, размер которых существенно меньше размеров микроорганизмов. В этом случае имеет место явление гетерокоагуляции или адгезионной коагуляции (адагуляции) мелких частиц и клеток, что приводит, как правило, к покрытию части или всей поверхности последних твердыми частицами. Данное явление может быть использовано для эффективного удаления из воды микроорганизмов степень очистки в этом случае гораздо вьппе, чем при использовании обычных адсорбентов, обладающих небольшой емкостью поглощения [136,137]. [c.108] В ряде работ установлено, что добавление в суспензию микроорганизмов коллоидного раствора, например глинистого минерала, обуславливает образование комплекса бактерия—глина с электрокинетическими свойствами, характерными для частиц минерала (Маршалл и др., 1969-1977 Лахов, 1962 и др.). Данные электрофоретических и электронномикроскопических исследований показывают, что в этом случае на поверхности клеток образуется оболочка из мелких частиц глины. Адагу-ляция в таких системах происходит в результате электростатического взаимодействия положительно заряженных сколов минерала с отрицательно заряженными участками поверхности клеток или отрицательно заряженных участков частиц с положительно заряженными ионогенными группами клеточной стенки. В то же время в образовании комплексов глина—клетка значительную роль могут играть гидрофобные взаимодействия. Известно, что на поверхности микроорганизмов может быть значительное число гидрофобных участков, а наиболее гидрофобными свойствами обладают именно сколы и края частиц глин (Тарасевич, Овчаренко, 1975), т. е. те участки, которые несут ответственность за процесс адагуляции. [c.108] Взаимодействие клеток микроорганизмов с дисперсными минералами детально изучено в работах Глобы и Гордиенко [140, 141] методами электрофореза и микроскопии на примере культур бактерий .со/г и S. fae alis в присутствии природного черкасского монтмориллонита и палыгорскита, а также химически осажденного мела. Использовались фракции минерала с размером частиц менее 1 мкм. Данные электрофоретических исследований свидетельствуют о том, что увеличение концентраций монтмориллонита в среде приводит к изменениям f-потен-циала бактерий, которые, особенно значительны при низком pH дисперсионной среды. При определенной концентрации минерала (около 20 мг/л) бактерии приобретают f-потенциал, характерный для частиц минерала при тех же значениях pH среды. Это говорит о том, что поверхность бактерий покрывается слоем из адсорбированных мелких частиц минерала. Такое представление подтверждается данными электронной, микроскопии. Аналогичные результаты были получены и для других изученных авторами [140,141] систем. [c.109] Глоба и Гордиенко показали, что необходимым условием образования комплексов глина—клетка является снижение электрокинети-ческого потенциала взаимодействующих частиц до 20—30 мВ, что достигается уменьшением pH среды или добавлением электролитов, в первую очередь многозарядных катионов, например кальция или алюминия. При этом, в хорошем согласии с общими закономерностями теории ДЛФО, концентрация электролита, при которой наступает гетерокоагуляция (адагуляция), резко уменьшается с ростом заряда противоиона. [c.109] Гордиенко рекомендует высокодисперсные минералы для удаления из очищаемой воды бактерий-деструкторов анион- и катионактивных ПАВ [141]. Совместное использование коагулянта сульфата железа или алюминия (оптимальная доза 60 мг/л) и высокодисперсных минералов черкасского монтмориллонита или палыгорскита позволили удалить из жидкости 99 % бактерий. При этом оптимальная доза минерала в дисперсии составляет 20-40 мг/л дальнейшее увеличение содержания минерала до 100 мг/л не приводило к ускорению или увеличению степени удаления микроорганизмов. [c.109] Измерения электрофоретической подвижности клеток ЕхоИ в присутствии гетерофлокулянтов показывают, что максимальное снижение устойчивости происходит при концентрациях противоположно заряженных латексов ФГ-1 и ФГ-2, обеспечивающих нейтрализацию заряда клеточной поверхности. [c.110] Операция отмьшки клеток Е.соИ от продуктов метаболизма повышает степень концентрирования и снижает дестабилизирующую концентрацию полимерных латексов [ 143]. Если латекс ФГ-4 (см. выше) не влияет на агрегативную устойчивость нативной культуры, то после операции отмывки наблюдается осаждение 70 % клеток при Сфл = 10 мкг/млрд клеток (см. рис. 5.9). Способность отрицательно заряженного латекса адсорбироваться на одноименно заряженной поверхности клеток обусловлена, очевидно, мозаичным строением зарядов клеточной поверхности. [c.111] Адагуляция микроорганизмов с частицами минерала характерна только для живых микроорганизмов. При этом связь между клеткой и частицей оказывается настолько прочной, что интенсивное перемешивание, промывка, обработка ультразвуком и другие воздействия не вызывают разрушения этих агрегатов. Убитые (воздействием теплоты или рентгеновских лучей) клетки полностью теряют способность к гетерокоагуляции, независимо от типа минерала или микроорганизма. [c.111] Проведенная авторами [145, 146] оценка степени покрытия поверхности клеток частицами минерала при Соптим показывает, что последние занимают лишь доли процента суммарной поверхности клеток, т. е. в этих условиях не может быть речи об образовании монослоя частиц на клеточной поверхности, а следовательно, и причина изменения f-потен-циала при их агрегации с минералами имеет не только обычную колло-идно-химическую, но и более сложную биохимическую природу. [c.111] Вернуться к основной статье