View at Publisher| Export | Downloa

View at Publisher|
Export
| Download | Add to List | More...
Journal of Environmental Management
Volume 144, 1 November 2014, Pages 1-25
Extracellular polymeric substances of bacteria and their potential environmental applications (Review)
More, T.T.a , Yadav, J.S.S.a, Yan, S.a, Tyagi, R.D.a , Surampalli, R.Y.b
a Institut national de la recherche scientifique, Centre Eau, Terre and Environnement, Université du Québec, 490 de la Couronne, Québec, QC G1K 9A9, Canada
b U. S. Environmental Protection Agency, P.O. Box 17-2141, Kansas City, KS 66117, United States
View references (209)
Abstract
Biopolymers are considered a potential alternative to conventional chemical polymers because of their ease of biodegradability, high efficiency, non-toxicity and non-secondary pollution. Recently, extracellular polymeric substances (EPS, biopolymers produced by the microorganisms) have been recognised by many researchers as a potential flocculent for their applications in various water, wastewater and sludge treatment processes. In this context, literature information on EPS is widely dispersed and is very scarce. Thus, this review marginalizes various studies conducted so far about EPS nature-production-recovery, properties, environmental applications and moreover, critically examines future research needs and advanced application prospective of the EPS. One of the most important aspect of chemical composition and structural details of different moieties of EPS in terms of carbohydrates, proteins, extracellular DNA, lipid and surfactants and humic substances are described. These chemical characteristics of EPS in relation to formation and properties of microbial aggregates as well as degradation of EPS in the matrix (biomass, flocs etc) are analyzed. The important engineering properties (based on structural characteristics) such as adsorption, biodegradability, hydrophilicity/hydrophobicity of EPS matrix are also discussed in details. Different aspects of EPS production process such as bacterial strain maintenance; inoculum and factors affecting EPS production were presented. The important factors affecting EPS production include growth phase, carbon and nitrogen sources and their ratio, role of other nutrients (phosphorus, micronutrients/trace elements, and vitamins), impact of pH, temperature, metals, aerobic versus anaerobic conditions and pure and mixed culture. The production of EPS in high concentration with high productivity is essential due to economic reasons. Therefore, the knowledge about all the aspects of EPS production (listed above) is highly essential to formulate a logical and scientific basis for the research and industrial activities. One of the very important issues in the production/application/biodegradation of EPS is how the EPS is extracted from the matrix or a culture broth. Moreover, EPS matrix available in different forms (crude, loosely bound, tightly bound, slime, capsular and purified) can be used as a bioflocculant material. Several chemical and physical methods for the extraction of EPS (crude form or purified form) from different sources have been analyzed and reported. There is ample information available in the literature about various EPS extraction methods. Flocculability, dewaterability and biosorption ability are the very attractive engineering properties of the EPS matrix. Recent information on important aspects of these properties qualitatively as well as quantitatively has been described. Recent information on the mechanism of flocculation mediated by EPS is presented. Potential role of EPS in sludge dewatering and biosorption phenomenon has been discussed in details. Different factors influencing the EPS ability to flocculate and dewaterability of different suspensions have been included. The factors considered for the discussion are cations, different forms of EPS, concentration of EPS, protein and carbohydrate content of EPS, molecular weight of EPS, pH of the suspension, temperature etc. These factors were selected for the study based upon their role in the flocculation and dewatering mechanism as well the most recent available literature findings on these factors. For example, only recently it has been demonstrated that there is an optimum EPS concentration for sludge flocculation/dewatering. High or low concentration of EPS can lead to destabilization of flocs. Role of EPS in environmental applications such as water treatment, wastewater flocculation and settling, colour removal from wastewater, sludge dewatering, metal removal and recovery, removal of toxic organic compounds, landfill leachate treatment, soil remediation and reclamation has been presented based on the most recent available information. However, data available on environmental application of EPS are very limited. Investigations are required for exploring the potential of field applications of EPS. Finally, the limitations in the knowledge gap are outlined and the research needs as well as future perspectives are highlighted. © 2014 Elsevier Ltd.

Результаты (русский) 1:

Вид на Publisher| Экспорт | Скачать | Добавить в список | Больше...Журнал управления окружающей средойОбъем 1 ноября 2014 г., 144 страниц 1-25Внеклеточные полимерных веществ бактерий и их потенциальных экологических приложений (обзор)Больше, T.T.a Ядав, J.S.S.a, Ян, S.a, Тьяги, R.D.a, Surampalli, R.Y.b Институт национальной де ла recherche scientifique, центр Eau, земля и окружающая среда, Университет Квебека, 490-де-ла Couronne, Квебек, Квебек G1K 9A9, Канада Агентство охраны окружающей среды b U. S., P.O. Box 17-2141, Канзас-Сити, KS 66117, Соединенные Штаты Америки Просмотр ссылок (209)АннотацияБиополимеры считаются потенциальной альтернативой обычных химических полимеров из-за их легкости к биологическому разложению, высокая эффективность, нетоксичность и не вторичные загрязнения. Недавно внеклеточная полимерных веществ (EPS, биополимеры, производимых микроорганизмами) были признаны многими исследователями потенциал хлопьевидный для их применения в различных процессах обработки воды, сточных вод и шлама. В этом контексте литература информация о EPS широко рассредоточены и весьма скудны. Таким образом этот обзор маргинализует различные исследования, проведенные до настоящего времени около EPS природы производство восстановление, свойств окружающей среды приложений и Кроме того, критически анализирует потребности в будущих исследованиях и расширенные приложения перспективных ЭПС. Одним из наиболее важных аспектов химического состава и структурные детали различных постановление EPS с точки зрения углеводы, белки, внеклеточной ДНК, липидов и ПАВ и гуминовых веществ описаны. Анализируются эти химические характеристики EPS относительно формирования и свойства микроорганизмов агрегатов, а также деградации EPS в матрице (биомасса, хлопьев и т.д.). Важные свойства инженерных (на основе структурных характеристик) адсорбции, способность к биологическому разложению, гидрофильность/гидрофобность EPS матрицы также обсуждаются в деталях. Различные аспекты процесса производства EPS, такие как бактериальный штамм обслуживания; были представлены посевным материалом и факторы, влияющие на производство EPS. Важные факторы, влияющие на производство EPS включают фазы роста, источников углерода и азота и их соотношение, роль других питательных веществ (фосфора, микроэлементов/микроэлементов и витаминов), влияние рН, температуры, металлов, аэробные анаэробные условия и чистые и смешанные культуры. Производство EPS в высокой концентрации с высокой производительностью является важным экономическим причинам. Таким образом знания обо всех аспектах производства EPS (перечислены выше) весьма важно сформулировать логические и научной основы для исследований и промышленной деятельности. Одним из очень важных вопросов в производство/приложения/биодеградации EPS является, как EPS извлекается из матрицы или бульон культуры. Кроме того EPS матрица доступна в различных формах (сырой, слабо связанный, тесно связанной, слизь, капсульные и очищенного) может использоваться в качестве bioflocculant материала. Были проанализированы и сообщили несколько химических и физических методов для извлечения EPS (сырой формы или очищенная форма) из различных источников. В литературе о различных методов извлечения EPS имеется достаточно информации. Flocculability, dewaterability и biosorption способности являются очень привлекательным теплотехнические характеристики EPS матрицы. Качественно, а также количественно был описан свежую информацию о важных аспектах этих свойств. Представлена последняя информация о механизме флокуляции при посредничестве EPS. Потенциальная роль EPS в осадок обезвоживания и biosorption явления были обсуждены в деталях. Различные факторы, влияющие на способность EPS flocculate и dewaterability различных суспензий были включены. Факторы, учитываемые для обсуждения являются катионов, различные формы EPS, концентрация EPS, белков и углеводов, содержание EPS, молекулярная масса EPS, pH подвески, температуры и т.д. Эти факторы были отобраны для исследования на основе их роли в флокуляции и обезвоживания механизма, а также самые последние результаты имеющейся литературы на этих факторов. Например только недавно было продемонстрировано что существует оптимальная концентрация EPS для флокуляции/обезвоживания шлама. Высокая или низкая концентрация EPS может привести к дестабилизации хлопьев. Роль EPS в окружающей среды приложений, таких как обработка воды, сточных вод удаляются флокуляцией и оседая, удаления цвета из сточных вод и обезвоживания осадка, удаления металла и восстановления, удаление токсичных органических соединений, лечение фильтрата полигона, почв и мелиорации была представлена на основе последней имеющейся информации. Однако имеющихся данных о природоохранных применение EPS весьма ограничены. Исследования необходимы для изучения возможностей применения поля EPS. Наконец описываются ограничения в разрыв в знаниях и исследовательских потребностей, а также будущие перспективы будут выделены. © 2014 году ООО «Elsevier»

Результаты (русский) 2:

Вид на издателе |
Экспорт
| Скачать | Добавить в список | Подробнее ...
Журнал экологического менеджмента
Том 144, 1 ноября 2014 года, страницы 1-25
Внеклеточные полимерные вещества бактерий и их потенциальные экологические приложений (обзору)
более, TTA, Ядав, ЖССА, Янь, SA, Тяги, RDA, Surampalli, RYB
Национальный научно-исследовательский институт, Центр Вода, Terre и Environnement, Университет Квебека, 490-де-ла Couronne, Квебек, Квебек G1K 9A9, Канада
б Агентства США по охране окружающей среды, PO Box 17-2141, Канзас-Сити, Канзас 66117, США
вид ссылки (209)
Абстрактные
Биополимеры считаются потенциальным альтернативой обычным химическим полимеров из-за их легкости биологическому разложению, высокая эффективность, отсутствие токсичности и не-вторичного загрязнения. Недавно внеклеточные полимерные вещества (EPS, биополимеры, производимые микроорганизмами) были признаны многими исследователями в качестве потенциального флокулянта для их применения в различных процессах воды, сточных вод и обработки осадка. В этом контексте, литература информацию о EPS широко рассеяны и очень мало. Таким образом, этот обзор маргинализации различные исследования, проведенные до сих пор о EPS природы-производственный-восстановление, свойства, экологические приложения и, кроме того, критически анализирует будущие потребности исследований и передовой приложение перспективный из пенополистирола. Один из наиболее важных аспектов химического состава и структурных деталей различных фрагментов EPS в плане углеводов, белков, ДНК, внеклеточной липидов и поверхностно-активных веществ и гуминовых веществ описаны. Эти химические характеристики пенополистирола в отношении формирования и свойств микробных агрегатов, а также деградация EPS в матрице (биомассы, хлопья и т.д.) анализируются. Важными инженерные свойства (на основе структурных характеристик), такие как адсорбции, способности к биологическому разложению, гидрофильности / гидрофобности EPS матрицы также обсудили в деталях. Различные аспекты производства EPS процесса, такие как бактериальный штамм обслуживания; были представлены посевной и факторы, влияющие производства EPS. Важными факторами, влияющими на производство EPS включают фазу роста, источники углерода и азота и их соотношение, роль других питательных веществ (фосфора, микроэлементов / микроэлементов и витаминов), влияние рН, температуры, металлов, аэробные против анаэробных условиях и чистых и смешанных культура. Производство пенополистирола в высокой концентрацией с высокой производительностью важно по экономическим причинам. Таким образом, знания о всех аспектах производства (EPS перечисленных выше) является весьма существенным сформулировать логическую и научную основу для исследований и промышленной деятельности. Один из самых важных вопросов в производстве / применении / биодеградации EPS то, как EPS извлекается из матрицы или культуральной жидкости. Кроме того, EPS матрицы доступны в различных формах (сырой продукт, слабосвязанных, сильно связанных, слизь, капсульной и очищенного) может быть использован в качестве материала bioflocculant. Несколько химические и физические методы извлечения EPS (сырой форме или очищенной форме) из различных источников были проанализированы и сообщили. Существует обширная информация в литературе о различных методах EPS экстракции. Flocculability, обезвоживанию и Биосорбция способность являются очень привлекательными инженерные свойства матрицы EPS. Последняя информация о важных аспектах этих свойств как качественно, так и количественно описано. Последняя информация о механизме флокуляции опосредованного EPS представлена. Потенциальная роль EPS в обезвоживания осадка и биосорбции явления были обсуждены в деталях. Различные факторы, влияющие на способность EPS для флокуляции и обезвоживанию различных суспензий были включены. Факторы, рассматриваемые для обсуждения катионы, различные формы EPS, концентрация EPS, белка и углеводов ЭПС, молекулярная масса EPS, рН суспензии, температура и т.д. Эти факторы были отобраны для исследования на основе их роли в флокуляция и механизм обезвоживания, а также самые последние доступные данные литературы по этим факторам. Например, только недавно было показано, что существует оптимальная концентрация EPS для грязи флокуляции / обезвоживания. Высокая или низкая концентрация EPS может привести к дестабилизации хлопьев. Роль EPS в экологических применений, таких как очистка воды, сточных вод флокуляции и осаждения, удаления цвета из сточных вод, обезвоживания, удаления металла и восстановления, удаления токсичных органических соединений, органических отходов обработки фильтрата, рекультивации почвы и рекультивации был представлен на основе наиболее Недавнее доступна. Тем не менее, имеющиеся данные об экологической применения пенополистирола очень ограничены. Исследования необходимы для изучения потенциала полевых условиях ЭЭС. Наконец, ограничения в разрыва в знаниях изложены и исследования потребностей, а также будущие перспективы будут выделены. © 2014 Elsevier Ltd.

Результаты (русский) 3:

взгляд на издателя |
экспорт
| загрузить | добавить в список |.
Journal of Environmental управления
объем 144, 1 ноября 2014 года, словами - 25
внеклеточной полимерных веществ, бактерий и их потенциальных экологических приложений (обзор)
больше, t.t.a, страны, j.s.s.a, ян, s.a, Tyagi, r.d.a, surampalli, r.y.b
a национальный научно - исследовательский институт, центр духи,"и", университет квебека, 490 - де - ла - короны, квебек, кк g1k 9a9, канада * b U.S. Environmental Protection Agency, P.O. Box 17-2141, канзас - сити, оз 66117, соединенные штаты считают ссылки (209)


биополимеры абстрактные считаются потенциальными альтернативу обычным химические полимеры потому что его легко к, высокую эффективностьне токсичны и не вторичного загрязнения.недавно внеклеточной полимерных веществ (EPS, биополимеров, подготовленных микроорганизмов) были признаны многими исследователями как потенциального flocculent для их применения в различных водоснабжение, удаление сточных вод и обработки осадка процессов.в этой связи литературы, информации о EPS широко рассредоточенных и очень мало.таким образом,этот обзор оттесняет различные исследования, проведенные до сих пор около EPS характер производства восстановления, собственности, защиты окружающей среды и, кроме того, критически анализируются будущих исследований потребностей и передовые приложения перспективы EPS.одним из наиболее важных аспектов химического состава и структурные детали различных премии EPS с точки зрения углеводов, белков,внеклеточной днк, липидов и поверхностно - активные вещества и гуминовые вещества описываются.эти химические характеристики в отношении создания EPS и свойств микроорганизмов агрегатов, а также ухудшение EPS в таблице (биомассы, flocs etc) анализируются.важный инженерных свойств (на основе структурных характеристик) на основе адсорбционных, к,hydrophilicity / wacker polymer EPS матрица обсуждаются также в деталях.различные аспекты процесса производства, таких как бактериальных штамма, эпс, техническое обслуживание; inoculum и факторов, влияющих на EPS производства были представлены.важные факторы, влияющие на EPS производства включают в себя фазу роста, углерод и азот, источников и их соотношение, роль других питательных веществ (фосфор,микроэлементы / микроэлементы и витамины), воздействие рн, температуры, металлы, аэробных и анаэробных условиях и чистой и смешанные культуры.производство EPS в высокой концентрации с высокой производительностью труда имеет важное значение в связи с экономическим причинам.таким образом,знания о всех аспектах EPS производства (перечисленных выше) весьма важно сформулировать логичным и научной основы для исследований и промышленной деятельности.один из очень важных вопросов в области производства / application / биодеградации EPS, как срр добывается из матрицы, или культуры, бульон.кроме того, EPS матрицы, имеющихся в различных формах (сырой, слабо связан,тесно связаны, слизь, capsular и чистый) может использоваться в качестве bioflocculant материала.ряд химических и физических методов добычи EPS (сырой форме или чистый бланк) из различных источников, были проанализированы и представлены.есть достаточно информации, имеющейся в литературе о различных EPS методы добычи.flocculability,dewaterability и biosorption способности являются очень привлекательными инженерных свойств EPS матрицы.последняя информация о важных аспектах этих свойств качественно, а также в количественном выражении было названо.последняя информация о механизме коагуляция при посредничестве EPS представлен.потенциальная роль EPS в грязи и biosorption обезвоживания явления были детально рассмотрены.различные факторы, влияющие на способность flocculate EPS и dewaterability различные подвески были включены.факторы, учитываемые для обсуждения представленных различными формами EPS, концентрация EPS, белков и углеводов содержание EPS, молекулярный вес EPS,рн подвески, температуры и т.д. эти факторы были отобраны для исследования на основе их роль в коагуляция и сушка механизма, а также последней имеющейся литературы выводы в отношении этих факторов.например, совсем недавно было продемонстрировано, что существует оптимального EPS концентрация коагуляция / обезвоживания осадка.