微生物胞外聚合物在多孔介质中的吸附特征及其对胶体迁移的影响

微生物在多孔介质中的迁移是病原体污染地下水风险和微生物增强修复污染土壤有效性的决定性因素之一。微生物表面存在蛋白质和聚糖等胞外聚合物，这些胞外聚合物能显著改变微生物在多孔介质中的吸附和迁移。 本课题将培养、分离和表征多种微生物的胞外聚合物，研究胞外聚合物在简单多孔介质石英砂中的吸附动力学和迁移特征，考察不同微生物产生的胞外聚合物的同类组分是否具有相似的吸附和迁移特征。本课题还将研究吸附的胞外聚合物对非生物和生物胶体在石英砂中的迁移的影响，揭示胞外聚合物在多孔介质中吸附对胶体迁移影响的规律和影响的机制。最后，本课题将研究胞外聚合物在不区域实际土壤和含水层沉积物中吸附和迁移特征，并进而研究胞外聚合物的吸附对胶体在不同区域实际介质中迁移的影响。本课题的研究有望大大加深人们对影响微生物在多孔介质中迁移的有关因素的理解，也为评价病原体在地下环境中的迁移、向污染土壤输送高效降解微生物修复土壤提供借鉴。

微生物表面存在蛋白质、聚糖、DNA(质粒）等胞外聚合物，这些胞外聚合物本身的迁移可导致污染物（如抗药性基因）的扩散,同时能显著改变微生物在多孔介质中的吸附和迁移。本研究提前了太湖蓝藻的胞外聚合物，系统研究胞外聚合物在石英砂中的迁移行为，及其对胶体迁移的影响。本课题重点研究了不同大小的携带抗性基因的人工质粒在石英砂中的迁移行为，发现长度基本相等质粒在相同的离子强度下在石英砂中的吸附基本相同，而且随着质粒碱基对数的增加吸附减少。我们还研究了土壤中提取的质粒的迁移特征，发现其迁移行为和人工合成质粒的迁移行为相似。整体而言质粒在环境条件下能够在土壤中迁移较长距离，很有可能到达地下水，从而随地下水迁移更长距离，造成抗性基因的扩散。相关结果发表后得到了英文网络媒体的评论报道。