馮穎等將纖維素改性制得的CMC用于處理模擬含Cu廢水，結果表明CMC對Cu2+的去除率可達96%，通過對絮凝產物的分析，與Cu2+反應生成螯合沉淀的主要配體是-COO-。Abdelwahab等利用過氧化苯甲酰作為引發劑，使用丙烯酸/丙烯酰胺混合物接枝表面改性醋酸纖維素。在去除Pb2+的試驗中，經羥基、羧基以及酰胺基修飾的改性產物具有離子交換和對重金屬離子螯合吸附的雙重作用，相較于改性前，Pb2+去除率提高了36.8%。

王小芬等利用琥珀酸酐通過固相合成法對濾紙纖維改性制得MPCSA，并應用于去除Cu2+的研究，結果表明，MPCSA受Cu2+初始濃度的影響較小，在Cu2+初始濃度為1 000 mg/L時，Cu2+去除率可達94%，但較低的羥基改性接枝率限制了濾紙纖維吸附容量的提升。馬駿濤等采用西末雄法制得含S量約為1.56%的巰基纖維素SC，并將改性產物用于對重金屬離子的吸附，結果表明，SC對Cu2+、Zn2+具有較好的螯合性能，但最適的反應酸度范圍相對較窄。Maatar等通過自由基聚合制備了改性NFC-MAA-MA氣凝膠，并驗證得出NFC-MAA-MA對二價金屬離子具有顯著的螯合配位功能，能夠形成穩定的雙齒螯合物，其中起主要作用的是離子化的羧酸和金屬離子配位，且對于不同的金屬，氣凝膠表現出極強的離子選擇性：Pb2+>Cd2+>Ni2+≈Zn2+。Hajeeth等通過將纖維素與丙烯腈單體接枝合成了具有良好螯合能力的重金屬絮凝劑，并將改性產物用于Cr6+的螯合試驗。平衡時間為300 min時，Cr6+的去除率為86%，是一種經濟型重金屬絮凝劑。

相較于殼聚糖或淀粉改性產物，改性纖維素類高分子絮凝劑對重金屬離子的去除率明顯降低，這是由于纖維素具有極高的分子聚合度，盡管改性產物具有較好的穩定性，但在一定程度上增大了活性基團的取代難度。然而作為儲量豐富的天然多糖類物質，改性纖維素具有良好的再生和可降解性，使得其在重金屬去除領域依然得到廣泛的關注。

2.4微生物絮凝劑

微生物絮凝劑是由微生物自身或其代謝產物形成的具有高絮凝活性的天然高分子物質，其化學組成多數情況下為多糖，故常具有較好的熱穩定性;少數由蛋白質、纖維素、核糖等高分子物質構成。目前已發現的可產生絮凝劑的微生物種類較多，涉及細菌、放線菌、真菌類微生物。微生物絮凝劑分子表面分布著可與重金屬離子起配位作用的羧基、羥基、酰胺基等官能團，極大增強了絮凝劑與重金屬離子的螯合吸附作用，增加了絮凝活性位點。

姜彬慧等利用菌株A9制得絮凝劑MBFA9，并對其去除重金屬的機理進行了分析，研究結果表明，MBFA9表面的酰胺基等基團能與金屬離子形成穩定的配位鍵，從而達到高效捕集重金屬的作用，該絮凝劑對Pb2+的去除率高達92.73%。史偉等對微生物合成的聚合陰離子體γ-PGA改性制得微生物絮凝劑C-L-γ-PGA，研究表明改性條件對絮凝劑去除重金屬的能力影響較大。在30 ℃、pH=7.0、交聯度為50%時，C-L-γ-PGA對Pb2+的去除率可達99.65%。魏淑梅等從土壤中分離得到一株具有高絮凝劑產量的多粘類芽孢桿菌Paenibacillus polymyxa GA1，通過發酵制得微生物絮凝劑MBFGA1，研究發現在pH=9.5、反應時間在16 min左右、MBFGA1投加量為27.74 mg/L時，對Cd2+的去除率可達99.5%。而Amini等研究發現MBFGA1屬陰離子型絮凝劑，在堿性條件下，陰性基團密度增大導致分子間斥力增強，高生物量聚集導致活性位點作用減弱，不利于重金屬離子的去除。

一定含量的金屬離子有助于提高微生物絮凝劑的絮凝活性，強化對重金屬的去除效果。張新建等通過研究絮凝劑產生菌F78的絮凝活性，發現Ca2+、Mn2+等金屬離子可以降低負電荷對絮凝反應的干擾，從而加快反應體系的進程。同時，金屬陽離子的存在可以在一定程度上增加絮凝劑分子表面的絮凝活性位點，達到助凝的效果。謝玉清等針對菌株Paenibacillus sp. Y24-1制得的絮凝劑MBFs，在溫度為20~100 ℃、pH值為4~6的條件下，測試了金屬陽離子對絮凝劑去除重金屬的助凝效果。結果表明，在Mg2+的助凝下，MBFs對Pb2+、Hg2+的去除率可達90.56%、78.74%。顧美英等利用菌株Erwinia sp. W36-1制得多糖類微生物絮凝劑，結果表明在Ca2+助凝的環境中，在40 ℃、pH=4時，微生物絮凝劑對Cu2+(100 mg/L)的去除率可高達100%。

微生物絮凝劑對重金屬離子具有較好的螯合捕集能力，同時其特定的大分子結構賦予了它良好的分散性，便于其充分發揮電中和、卷掃網捕作用。對重金屬廢水優異的處理效果使得微生物絮凝劑的需求量不斷擴大，而受到菌種培育、制劑提純以及成品保存難度的限制，微生物絮凝制劑目前難以得到大范圍的推廣應用。

3 結論與展望

作為傳統螯合劑的替代物，絮凝劑在重金屬廢水處理中的潛在應用價值已經得到了研究和驗證。能夠去除重金屬的絮凝劑包含各種無機、有機、天然改性以及微生物絮凝劑，它們均表現出顯著的重金屬去除效果，其中一些研究甚至取得了超過90%的重金屬去除率。針對重金屬在溶液中的不同存在形式，合理選用絮凝劑是取得高去除率的前提條件。一般絮凝劑均具有良好的吸附沉降、卷掃絮凝性能，無機高分子絮凝劑作為應用較廣的絮凝材料，在單獨處理重金屬廢水時往往效果不佳，而復合絮凝劑則能在彌補這一不足的同時降低絮凝成本。人工合成高分子以及改性天然高分子絮凝劑因具有可與重金屬離子螯合配位的特征官能團，在研究中表現出對溶液中重金屬離子的高效去除能力。而實際重金屬廢水成分較為復雜，在一定程度上限制了它們捕集重金屬的效率，甚至可能會增加后續處理單元的負荷。這使得開發具有pH廣泛適應性、高聚合度以及大官能團量的新型高分子螯合絮凝劑尤為迫切。作為傳統重金屬絮凝劑的替代物，微生物絮凝劑是一類無毒、可生物降解的聚合物，具有絮凝效率高、剪切穩定性好等優點，但其應用受到高額成本的篩選和培育過程的限制，未來可期望于利用基因工程強化對優良絮凝劑產生菌株進行誘變育種，同時通過基因控制改善其穩定性，提高其保存能力。

編輯：王媛媛