电活性生物膜形成、表征及应用
http://www.cibj.com/应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol 2014，20 ( 6 ) : 1096-11032014-12-25 DOI: 10.3724/SP.J.1145.2014.03028
收稿日期 Received: 2014-03-17 接受日期 Accepted: 2014-05-26*国家自然科学基金项目（21277035，41222006）、广东省科学院优秀人才基金项目（rcjj201101）和广东省科技攻关项目（2012B030800008）资助 Supported by the National Natural Science Foundation of China (21277035, 41222006), the Guangdong Provincial Key Science Foundation for Outstanding Young Talent (rcjj201101), and the Ministry of Major Science & Technology of Guangdong (2012B030800008)**通讯作者
Corresponding author (E-mail: yuanyong@soil.gd.cn)电活性生物膜：形成、表征及应用*
唐家桓1, 2, 3 刘 毅4 周顺桂2 袁 勇2**
1中国科学院广州地球化学研究所 广州 5106402广东省生态环境与土壤研究所 广州 5106503中国科学院大学 北京 1000494湖南农业大学生物科学技术学院 长沙 410128
要 电活性生物膜（Electrochemically active biofi lms，EABs）是一类能够直接与胞外固态载体（铁氧化物、腐殖质
及电极等）进行电子交换的生物膜. EABs的电子传递特性，赋予了它在环境、能源和化工等领域的 广泛应用前景，已
成为 当前国际研究热点. 本文以革兰氏染色法为依据，分别介绍了腐败希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens）、硫还原地杆菌（Geobacter sulfurreducens）和丁酸梭菌（Clostridium butyricum EG3）为代表的阴性和阳性电活性微生物；在普通
生物膜的形成基础 上，讨论了EABs的两种主要培养方法；分别从EABs输出电子与接受电子的角度，详细论述了电活性微 生物与胞外载体的电子传递机制；重点阐述了利 用电化学、光谱学、电子显微镜、分子生态学等多技术手段表征单个电活性微生物和整个EABs的形态、结构，以及所揭示的胞 外电子传递机制和相关影响因子；对EABs在电能输
出、污染物治 理、有价品合成等方面应用作了详细介绍. 最后，建议对EABs的研究建立一个统一、标准的表征方法，同时应重点研究EABs接受电子的传递机制. 对这些机理的深入了解，可使得EABs在污染物治理以及有机物的电合成等
方面应用早日实现规模化、产业化生产. 图4 表1 参64关键词 电活性生物膜；电活性微生物；胞外电子传递；生物电化学系统；微生物电合成
CLC Q939.9 : O646.54
Electrochemically active biofi lms: formation, characterization and application*
TANG Jiahuan1, 2, 3, LIU Yi4, ZHOU Shungui2 & YUAN Yong2**
1Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China2Guangdong Institute of Eco-Environmental and Soil Sciences, Guangzhou 510650, China3University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China4College of Bioscience and Biotechnology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China
Microorganisms commonly form biofi lms in order to strengthen their functions or survival in harsh environments. Electrochemically active biofi lms (EABs) are special because they can donate electrons to, or accept electrons from, electrodes
or natural analogs of electrodes such as Fe(Ⅲ) oxides and humid acids. Numerous promising applications can be developed based on EABs, including bio-remediation of polluted soils or water, electricity generation from waste materials, biosensors
to monitor microbial metabolic activities, and biosynthesis of desirable products. This paper is organized as follows. Section 1 describes some Gram negative and Gram positive electroactive microbes，including Shewanella putrefaciens, Geobacter sulfurreducens and Clostridium butyricum EG3. Section 2 presents two principal approaches for EABs cultivation after
describing the development of common biofi lms that are not electroactive. Section 3 introduces the major electron-exchange mechanism, including how microorganisms get electrons from electrodes and how electrons from the decomposition of organic
materials by mi croorganisms are conducted to electrode. Section 4 introduces electrochemical, spectroscopic, microscopic and molecular ecological techniques used to characterize the morphology and structure of a single microorganism or EABs to reveal the electron transfer mechanisms and infl uencing factors. Applications of EABs, which include energy production,
wastewater and soil pollution remediation, and chemicals electrosynthesis, are introduced. Finally, we conclude that a uniform and standard method should be built up, more efforts should be put in revealing the electron-exchange mechanism between the microorganisms and the supporters, especially about how EABs accept electrons from electrodes. More understanding of the 109720卷 唐家桓等
http://www.cibj.com/ Chin J Appl Environ Biol 应用与环境生物学报在自然界中，绝大多数微生物是附着在有生命或无生命
物体的表面，以群体即生物膜（Biofilms）的方式生长，而不
是以浮游（Planktonic）状态生长. 与单细胞浮游态不同，微
生物群体在整体上表现出一系列新的生物学特征：（1）更强
的外界适应能力；（2）膜内微生物代谢低、存活期长；（3）
在载体表面生长可诱导表达与浮游状态不同的基因等. 长期
以来，对生物膜的研究要远落后于浮游微生物. 近年来随着
生物膜学（Biofilmology）的兴起，人们逐渐认识到与浮游微
生物相比，生物膜有更复杂的结构、更广泛的信息交流及更
精密的调控机制，并且更紧密地影响着人类生活. 目前，生
物膜学已成为医药、食品、环境等领域的研究热点. 然而直
到现在，生物膜还是一个“黑箱”，膜内物质循环、群落结构
和功能等有待探索. 2004年，Logan等发现从废水中富集形
成的生物膜吸附在固体电极上的电子传递效率是浮游微生
物的数百倍[1]. 这种可直接与胞外固态载体（铁氧化物、腐殖
质及电极等）进行电子交换的生物膜，被称为电活性生物膜
（Electrochemically active biofi lms，EABs）. 与传统生物膜相
比，EABs的最大特点是生物膜与胞外固态载体（铁氧化物、
腐殖质及电极等）存在直接的电子交换过程.
EABs的发现改变了生物膜与接触界面相互作用的传统
认识，为深入理解生物膜的结构和功能提供了全新视角. 目
前，EABs的形成及其电子传递机制已成为环境领域关注的
热点. 本文从EABs的形成入手，阐述EABs胞外电子交换途
径、重要电活性微生物种类，总结EABs的研究方法，并对其
应用前景进行详细介绍.
1 电活性生物膜的形成
1.1 EABs的形成过程
普通生物膜形成大致可分为4个过程：（1）微生物在固
体表面的黏附以及微菌落形成，并融合成生物膜的基底层；
（2）胞外聚合物的产生与释放；（3）结构复杂化并发育为成
熟的生物膜. 生物膜的形成是一个动态过程，伴随着微生物
的聚集与脱落（图1）.
图1 生物膜的发展：初始粘附、生长、成熟[2]. Fig. 1 Biofi lm development: attachment, growth, mature biofi lms [2]. 与普通生物膜相比，电活性生物膜（EABs）既可“输
辣根过氧化酶LB生物膜的制备及其应用
第２２卷第ｌ０期 ２００８年ｌＯ月 常熟理工学院学报（自然科学）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈａｎｇｓｈｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｔｅｃｈｎｏ １ｏ ｇ ｙ（ Ｎａ．．．．．ｔ．．ｕ．．．．．ｒ ．．．ａ．．．．１．．．．．．Ｓ．．．．．ｃ．．．．ｉ．．．ｅ．．．．．ｎ．．．．ｃ．．．．．ｅ． ．．ｓ．——） Ｖ０１．２２Ｎｏ．１０ Ｏｃｔ．．２ｏ０８
辣根过氧化酶ＬＢ生物膜的制备及其应用
尹凡 ，刘可 ，侯冬梅
（１．常熟理工学院化学与材料工程系，江苏常熟２１５５００
２．江苏大学化学化工学院，江苏镇江２１２０１３）
摘要：ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ－－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）技术制备了辣根过氧化酶一正十九烷酸ＬＢ单分子生物膜．探究其
成膜条件（铺展量，亚相的ｐＨ，亚相的离子强度），并进行电化学表征．进一步的实验结果显示，
ＨＲＰ一正十九烷酸复合膜中的ＨＲＰ能保持其对Ｈ：ｏ 还原的生物电催化活性，而且能快速地响应
Ｈ ｏ：浓度的变化．
关键词：ＬＢ技术；辣根过氧化酶；生物传感器
中图分类号：０６５７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—２７９４（２００８）１０—００３９—０４
过氧化氢作为多种生物传感器有关氧化酶反应的产物，其测定有着非常重要的作用．Ｈ：０ 的检测方法比 较多，由于电化学方法相对比较灵敏、简便、快速而倍受欢迎．通常，Ｈ：０：直接测定的选择性和灵敏度都很差，许
多研究都试图降低过氧化氢的过电位，而采用辣根过氧化酶（ＨＲＰ）修饰电极是一种常用的方法．该法结合了酶 反应的特异性和电化学换能器的灵敏性，选择性高、灵敏度好．但由于ＨＲＰ的氧化还原中心Ｆｅ（ＩＩＩ）／Ｆｅ（１Ｉ）深深
包埋在肽链骨架内，难以与电极之间发生直接的电子传递．Ｌａｎｇｍｕｉｒ—Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（简称ＬＢ）技术是一种精确控制薄 膜厚度和分子排列的单分子膜沉积技术，即可在气液界面上将两性材料分子紧密有序地排列，形成单分子膜，
再转移到固体基板上的制膜技术．通常利用该技术制备生物膜存在蛋白质吸附变性，阻碍了蛋白质和电极之间 的电子传递，限制了氧化还原蛋白的直接电化学研究．为此，本实验室提出了制备ＬＢ生物膜的新方法［１】，研究了 血红蛋白ＬＢ生物膜的直接电化学．迄今为止，尚为见利用ＬＢ技术制备辣根过氧化酶生物膜及其电化学研究的 相关文献．本文制备了ＨＲＰ与正十九烷酸的ＬＢ生物复合膜，即通过吸附作用将ＨＲＰ包夹在表面活性剂中，不
1-十一烯酰溶血磷脂的选择性合成与表征
1-十一烯酰溶血磷脂的选择性合成与表征
刘杨静;胡志雄;余小波;齐玉堂;张维农
【摘 要】旨在建立一种选择性合成1-十一烯酰溶血磷脂的有效方法与途径。二丁基氧化锡与甘油磷脂酰胆碱形成复合物,在异丙醇溶剂体系中与十一烯酰氯反应,选择性合成得到1-十一烯酰溶血磷脂。产物纯化后经高效液相色谱、红外光谱、电喷雾电离质谱等手段进行表征。产物经表征后确证为1-十一烯酰溶血磷脂,且反应的选择性可达90%以上。该方法成本低廉、操作简便、条件温和、易纯化且得率高,所得产物1-十一烯酰溶血磷脂的结构中含有“点击反应”活性的端烯基,在生物、医药、高分子、材料等领域中具有重要应用价值与潜力。
【期刊名称】《武汉轻工大学学报》
【年(卷),期】2015(034)002
【总页数】6页(P55-59,69)
【关键词】1-十一烯酰溶血磷脂;合成;甘油磷脂酰胆碱;二丁基氧化锡
【作 者】刘杨静;胡志雄;余小波;齐玉堂;张维农
【作者单位】[1]武汉轻工大学食品科学与工程学院,湖北武汉430023;[2]农产品加工湖北省协同创新中心,湖北武汉430023
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ031.2
磷脂是构成生物膜的主要物质，也是生命的基础物质之一[1~3]。溶血磷脂是由磷脂分子中一个酰基链被水解成羟基后得到的产物，分为1-脂肪酰-2-溶血磷脂和2-脂肪酰-1-溶血磷脂两类。溶血磷脂具有与磷脂类似的化学性质，例如良好的乳化性、增溶性等，可广泛用于食品、化妆品、农用化学品、医药等行业 [4~5]。此外，作为生物膜中的第二信使，溶血磷脂具有多种生物活性[6~7]，在许多的生理过程如血管形成[8]、中枢神经系统的运转[9]、繁殖过程[10]等均起着十分重要的作用。然而，溶血磷脂在生物膜中的含量极低，从生物膜中分离提取溶血磷脂非常困难，目前主要采用生物酶解法或化学法合成。酶法合成具有定位性强、反应条件温和、化学试剂使用少、反应副产物少等优点[11]，但磷脂酶水解过程影响因素较多[12~14]，反应条件难以控制且酶制品成本较高，不适于规模化制备高纯度溶血磷脂。
纳米材料介导微生物胞外电子传递过程的研究进展
纳米材料介导微生物胞外电子传递过程的研究进展
摘要：微生物胞外电子传递（EET）过程在自然界中普遍存在，并且在能源利用和环境修复等方面具有广阔的应用前景，但是低效的电子传递一直是其在实际应用中的关键瓶颈。纳米材料具有独特的表面效应、体积效应、量子尺寸及宏观量子隧道效应等性质，引入纳米材料与电活性微生物相结合实现优势互补，可以缩短电荷转移路径，从而提高EET 效率。本文综述了EET 方式，以及纳米材料的电子转移能力、氧化还原电势、表面结构与性质、生物相容性及纳米材料-微生物的界面构筑对EET过程的影响，重点阐述了纳米材料与电活性微生物界面构筑的各种策略，并讨论了这些策略的适用性和局限性，最后展望了纳米材料强化电活性微生物EET 的未来研究方向。
关键词：电活性微生物；胞外电子传递；纳米材料；界面；生物催化
引 言
微生物胞外电子传递（extracellular electron transfer，EET）是电活性微生物通过特定的呼吸链将胞内氧化电子供体产生的电子转移到胞外电子受体，实现电子受体还原的同时维持微生物自身生长的过程[1-2]。该现象于1987 年由Lovley 等[3]发现，此后EET 受到了众多科研工作者的关注。基于这种能力，EET在清洁电力生产、污水处理、生物修复、生物传感、高能燃料转化合成等方面具有重要的应用潜力和广阔的发展远景[4-5]。然而，现阶段电活性微生物和电子受体之间相对低效的电子传递是影响EET在实际中应用的关键因素。因此开发EET效率的改善手段，研究其传递机理、影响因素及应用前景研究具有重要现实意义。 目前，强化微生物EET 的手段主要是通过内部遗传改造和外部纳米材料介导的两种途径[6-7]。对电活性微生物进行遗传改造，主要是从以下两大方面：一是直接增加电子传递相关的功能基因的表达；二是提高调节微生物胞外呼吸的蛋白活性。然而，只有少数表征良好的电活性微生物可用于遗传改造，且EET 的机制目前尚未完全阐明，导致大多数遗传工具无法广泛使用，限制了遗传改造技术的应用。随着纳米技术的进步，在生物领域显示出了潜在的应用前景。近年来，对纳米材料与微生物偶联作用的研究日趋活跃，尤其是纳米材料对EET 的作用研究广受关注[8]。纳米材料与电活性微生物主要存在电子转移和物理接触的联系，纳米材料介导EET 的过程是决定其应用的关键，因此其作用机制研究是该领域亟需解决的关键科学问题之一。本文将重点阐述纳米材料在EET 过程中的作用，以及纳米材料-电活性微生物界面构筑的研究进展，并展望这个领域今后的发展趋势。
生物鸡蛋内膜结构氧化铈材料的合成与表征
Ｖ０ｌ＿３１
２０１０年１１月 高等学校化学学报
ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩＮＥＳＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ Ｎｏ．１１
２ｌ１６～２１２１
生物鸡蛋内膜结构氧化铈材料的合成与表征
钱君超 ，陈 丰 ，钱前 ，赵晓兵 ，陈志刚
（１．常州大学材料科学与工程学院，常州２１３１６４； ２．江苏大学材料科学与工程学院，镇江２１２０１３）
摘要采用生物废弃材料鸡蛋内膜为模板，选取适当浓度的硝酸铈溶液，调节ｐＨ值，通过两步浸渍，经有 机一无机界面上的表面化学及生物化学过程的交互作用，使生物膜与稀土元素铈均匀结合，并于５５０℃煅烧， 合成了管状分级多孔氧化铈纳米材料．通过傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）、热重分析（ＴＧＡ）和场发射扫描电 镜（ＦＥＳＥＭ）等测试手段对材料进行了表征．结果表明，该材料具有独特的纤维网络状生物形貌，是由内径 ５００ ｎｍ、管壁厚约为２５０ Ｆｉｎ的微米级氧化铈中空管所组成，其壁上含有大量１～５ ｎｍ孔径的颗粒堆积孑Ｌ． 考察了该材料对酸性品红染料脱色反应的催化活性，结果表明，当酸性品红浓度为２０ ｍｇ／Ｌ和催化剂用量为 ０．２ ｇ／Ｌ时，反应１２０ ｍｉｎ后染料脱色率可达到９０％以上． 关键词生物模板；生物矿化；鸡蛋膜；仿生多孔网络 中图分类号Ｏ６１１．４ 文献标识码Ａ 文章编号０２５１－０７９０（２０１０）１１—２１１６－０６
仿生合成是合成结构可控的无机材料的新方法，它利用具有精密复杂结构的天然生物材料，通过
在无机一有机界面上生物有机活性大分子与无机离子之间的相互作用，在分子水平控制并组装具有特
殊立体结构的新功能材料．从２１世纪初起，一系列天然物质（如ＤＮＡ、蛋白质、病毒、细菌、硅藻、昆
虫翅膀、花粉、真菌和海绵等）都因具有特殊的微纳米多孔结构而被用于合成微纳米三维尺度的多孔 无机功能材料 Ｊ，这类特殊的材料在光电转换、化学催化及药物缓释等方面显示出较常规材料更为优
两性表面活性剂的合成及性能表征
两性表面活性剂
两性表面活性剂，是指同时具有阴、阳两种离子性质的表面活性剂。从它的结构来看，与憎水基团相连接的既有阳离子，也有阴离子。其结构可表示如下：
它是一种温和性的表面活性剂。两性表面活性剂分子与单一的阴离子型、阳离子型不同,在分子的一端同时存在有酸性基和碱性基。酸性基大都是羧基、磺酸基或磷酸基,碱性基则为胺基或季铵基,能与阴离子、非离子型表面活性剂混配,能耐酸、碱、盐以及碱土金属盐。
蛋黄里的卵磷脂是天然的两性表面活性剂。现在常用的人工合成两性表面活性剂，其阴离子部分大多是羧酸基，也有少数是磺酸基。其阳离子部分大多是胺盐或季胺盐。由胺盐构成阳离子部分的叫氨基酸型；由季胺盐构成阳离子部分的叫甜菜碱型。
氨基酸型两性表面活性剂的水溶液呈碱性。如果在搅拌下，慢慢加入盐酸，变为中性时仍无变化。至微酸性时则生成沉淀。如果再加入盐酸至强酸性时，沉淀又溶解。这就说明，呈碱性时表现为阴离子表面活性剂，呈酸性时，表现为阳离子表面活性剂。但是，当阳离子性和阴离子性正好在平衡的等电点时，亲水性变小，就生成沉淀。
甜菜碱型两性表面活性剂，最大的特点是无论在酸性、中性或碱性的水溶液中都能溶解。即使在等电点时也无沉淀。此外，渗透力、去污力及抗静电等性能也较好。因此，是较好的乳化剂、柔软剂。
等电点是指两性电解质在溶液中电离时，酸和碱的电离度相等时的状态。
其分子溶于水发生电离后，与亲油基相连的亲水基是同时带有阴阳两种电荷的表面活性剂。亲油基一般是长碳链烃基，亲水基中的阳离子都是由基或季铵基组成的，阴离子可以由羧基、磺酸基或磷酸基组成。实际应用的品种主要是氨基酸型和甜菜碱型两性表面活性剂，产量是表面活性剂中最小的。
两性表面活性剂通常具有良好的洗涤、分散、乳化、杀菌、柔软纤维和抗静电等性能，可用作织物整理助剂、染色助剂、钙皂分散剂、干洗表面活性剂和金属缓蚀剂等。但是，这类表面活性剂的价格较贵，实际应用范围较其他类型的表面活性剂小。
生物电分析化学的
生物电分析化学的研究及应用进展 一、引言
今天，生命科学已经成为最活跃的研究领域之一。将生物学、化学与工程学
结合起来，就形成了生物工程学。采用生物工程学方法，不仅可以增加产量，而
且可以生产出许多新的品种来。毫无疑问，这种方法已经在农业、医药和工业上
取得了引人注目的实际应用。在生物工程学研究领域中，需要对各种各样的生物
分子进行分离、鉴定和结构表征，这就要用到各种各样的分析方法。目前，有好
几种分离、分析方法已经成为生物工程学的主要研究手段，如电泳法、色谱法、
免疫法及各种用于分子结构测量的近代仪器分析方法等。当然，这几种方法还需
要不断地加以改进，才能适应生物工程学继续发展的需要。然而另一方面，电分
析化学对于解决生物工程学方面的问题，目前尚显得软弱无力。可是，正是这种
新的挑战，开拓了电分析化学的一个新的生长点——生物电分析化学。
二、生物电分析化学概况
电分析化学技术在生物体系研究中的应用是多方面的。概略地说，大致有以
下几个方面。 1.生物微量元素的测定及其在生物、医学及生物无机化学中的应用，这方面
的工作大家比较熟悉，如电极法测定pH、po2、pco2、K+、Na+、Cl-、Ca2+等，
已成为临床检验中的常规手段。许多重要的微量元素，如Se、Mo、Co、重金属
等，用极谱催化波法和溶出伏安法进行测定，已达到了很高的灵敏度。 2.生物体中氨基酸、蛋白质、激素、碳水化合物等重要组分的测定在这一方
面，酶电极和组织电极的应用特别受到重视，因为它们可能为体内这些重要组分
的测定提供简单、直接和连续的分析。当然，伏安法由于其灵敏度高，特别是由
于伏安免疫法的出现，可以看出，它们在这一领域的研究中具有很大的潜力。对
某些生物组分的氧化还原机理进行研究，是生物电分析化学的另一个重要的研究
课题。在这一方面，循环伏安法及光谱电化学法是重要的研究手段。采用这些方
法，可对某些蛋白质，细胞色素C、尿酸、嘌呤、铁-卟啉及含硫生物物质等的电
电化学法研究多粘菌素B与磷脂酰丝氨酸的相互作用及与其他磷脂的比较
电化学法研究多粘菌素B与磷脂酰丝氨酸的相互作用及与其他磷脂的比较
屈凌波;冉瑜;白希希;牛真真;于岚岚
【摘 要】A stable phospholipid bilayer membrane was constructed on Au
electrode surface by using a headgroup modified phospholipid and
applied as a biomembrane model to investigate the interaction of an
antibiotic polymyxin B with phosphatidylserine. Polymyxin B interacted
with phosphatidylserine and destroyed the bilayer structure, resulting in
increasing membrane permeation. The extent of interaction was
dependent on polymyxin B concentration, reaction time and presence of
cholesterol. The destroyed bilayer membrane could undergo self-recovery
to some extent in KC1 solution and the self-recovery was dependent on
recovery time and concentration of polymyxin B. In addition, the
interactions between PMB and different phospholipids were compared.
Headgroup, alkyl chain length and saturation of phospholipid all affected
硫酸盐还原菌浓度检测和腐蚀活性监测方法研究进展
DOI：10.19965/ki.iwt.2022-0884第 43 卷第 12 期2023年 12 月Vol.43 No.12
Dec.，2023 工业水处理Industrial Water Treatment
58硫酸盐还原菌浓度检测和腐蚀活性监测方法研究进展
王彦然，唐永帆，肖杰
（中国石油西南油气田分公司天然气研究院，四川成都 610213）
[ 摘要 ] 国内外已形成多种硫酸盐还原菌（SRB）浓度检测和腐蚀活性监测方法，适用条件各有差异。详细论述
了SRB浓度检测和腐蚀活性监测方法的研究进展。首先基于方法形成的理论基础对SRB浓度检测方法进行了分
类，主要包括基于细菌培养、基于SRB代谢物质、基于遗传基因、基于特异性生物酶和基于生物传感器5大类；并分
别选取具有代表性的绝迹稀释法、同位素标记法、PCR技术、酶联免疫吸附法和电化学传感器等经典方法，重点阐述
各类方法的操作要领和应用特征。其次基于SRB的腐蚀机理，探讨了形成SRB腐蚀活性连续监测方法的理论基
础，据此将监测方法分为基于生物膜演变和基于代谢产物积累两类方法；并针对目前已形成的电化学监测方法和硫
离子选择电极法阐述了研究进展，剖析了实际应用中存在的问题。最后结合油气田对SRB腐蚀评价和控制的实际
需求，对SRB浓度检测和腐蚀活性监测方法的发展趋势进行了展望。
［关键词］ 硫酸盐还原菌；检测方法；腐蚀活性；细菌代谢
［中图分类号］ TE991；X835 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1005-829X（2023）12-0058-08
Research progress on methods of concentration detection and corrosive
activity monitoring of sulfate reducing bacteria
WANG Yanran，TANG Yongfan，XIAO Jie
（Research Institute of Natural Gas Technology，PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company，Chengdu 610213，China）
含腈基的电活性聚芳醚酮的合成与表征
Ｖｏ１．３１ ２０１０年６月 高等学校化学学报
ＣＨＥＭ１ＣＡＩ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩＮＥＳＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ Ｎｏ．６ １０７８～１０８０
［研究快报］
含腈基的电活性聚芳醚酮的合成与表征
姚 雷，晁单明，５ｔ０新才，李智亮，王 策
（吉林大学麦克德尔米德实验室，长春１３ｏｍ２）
关键词电活性；氧化偶联；有机可溶性；高介电常数 中图分类号０６３１ 文献标识码Ａ 文章编号０２５１－０７９０（２０１０ Ｊ０６—１０７８－０３
导电高分子聚苯胺由于其优异的电学性能而备受关注ｕ ．但由于聚苯胺分子链上缺陷较多，结构 不规整，影响了对其导电机制的深入研究；由于其不溶不熔，可加工性差，阻碍了其实际应用 ．因 此，设计并合成结构完整确定的含有苯胺链段的聚合物备受关注．陈学思等 ’ 通过化学方法将苯胺
五聚体引入到生物高分子中，制备了多种电活性生物高分子材料．我们采用氧化偶联聚合方法 合
成了一系列电活性聚合物材料，但由于分子链中刚性的苯胺链段的含量不易调控，使得聚合物的成膜
性和机械性能较差．为解决这一问题，本文首先合成出含苯胺链段的双氟单体，通过亲核取代反应，
采用三元共聚的方式，制得了一种溶解性较好并有一定机械强度的新型电活性聚芳醚酮材料．
１实验部分 １．１ 试剂与仪器Ⅳ，Ⅳ 一二甲基甲酰胺（ＤＭＦ，纯度９９％）、Ｎ，Ⅳ 一二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ，纯度９９％）、
Ⅳ．甲基吡咯烷酮（ＮＭＰ，纯度９９％）、二甲基亚砜（ＤＭＳＯ，纯度９９％）、乙醇（纯度９９．７％），甲苯（纯 度９９％）、丙酮（纯度９９％）、１，４－二氧六环（纯度９９％）、盐酸（体积分数３７％）和氨水（体积分数
２５％）均购白天津试剂厂；过硫酸铵（纯度９９％）、过氧化氢（纯度９９％）、水合肼（纯度８５％）和碳酸钾
（纯度９９％）购于国药集团化学试剂有限公司；对苯二酚（纯度９９％）和２，６一二氟苯腈（纯度９９％）购于 上海丰瑞化工有限公司；氟苯端基单体 和对苯二胺西弗碱为自制．Ｂｒｕｋｅｒ Ｖｅｃｔｏｒ２２红外光谱仪；
生物膜法
75 6 污水的好氧生化处理（II）
——生物膜法
生物膜法和活性污泥法一样，同属好气生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则主要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。
与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特点：
（1）固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。
（2）不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。
（3）由于微生物固着于固体表面即使增值速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池。因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向，膜中生物种群具有一定分布。
（4）因高营养级的微生物存在，有机物代谢时较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污泥量较少。
（5）采用自然通风供氧。
（6）活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。
（7）由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。国外的运行经验表明，在处理城市污水时，生物滤池处理厂的处理效率比活性污泥法处理厂略低。50%的活性污泥法处理厂BOD去除率高于91%，50%的生物滤池处理厂BOD去除率为83%，相应的出水BOD分别为14和28MG/L。
生物膜法设备类型很多，按生物膜法与废水的接触方式不同，可分为填充式和浸渍式两类。在填充式生物膜法中，废水和空气沿固定的填料或转动的盘片表面流过，与其上生长的生物膜接触，典型设备有生物滤池和生物转盘。在浸渍式生物膜法中，生物膜载体完全浸没在水中，通过鼓风曝气供氧。如载体固定，称为接触氧化法；如载体流化则称为生物流化床。
目前所采用的生物膜法多数是好氧装置，少数是厌氧形式，如厌氧滤池和厌氧流化床等。本章主要讨论好氧生物膜法。
６.1 基本原理
生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利用膜内微生物将有机物氧化，使废水获得净化。同时，生物膜内微生物不断生长与繁殖。生物膜在载体上的生长过程是这样的：当有机废水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体 76 时，水中的悬浮物及微生物呗吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。整层生物膜具有生物化学活性，又进一步媳妇、分解废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。