综述：微生物胞外多糖在环境修复中的应用：生产方法、作用机制及面临的挑战

微生物胞外多糖（EPS）作为高效、可降解的生物吸附剂在重金属污染治理中展现潜力，其金属结合能力、可化学调控性和微生物可再生的特性使其成为传统吸附剂的理想替代品。当前研究存在碎片化问题，缺乏对EPS生产途径、结构-功能关系、吸附性能比较及规模化策略的系统整合，本文通过对比分析不同微生物来源EPS的吸附性能，梳理其代谢通路及调控因素，并重点探讨生物反应器技术对提升EPS产率、稳定性和规模化应用的价值，同时展望纳米复合材料与生物工程微生物等创新技术的应用前景。

摘要

微生物胞外多糖（EPS）越来越被认为是一种有效的、可生物降解且低毒性的生物材料，适用于修复受重金属污染的环境。由于其强大的金属结合能力、化学可调性和微生物的可再生性，EPS成为传统物理化学吸附剂的理想替代品。尽管已有大量研究报道了EPS在去除重金属和其他有毒污染物方面的应用，但现有文献仍然零散，缺乏对EPS生产途径、结构-功能关系、吸附性能比较以及可扩展生产策略的系统性整合。本文的一个关键贡献是对来自不同微生物类的EPS对主要重金属的吸附能力进行了系统的比较分析，从而有助于为修复应用选择高性能的EPS系统。此外，该综述系统地分类了EPS生物合成所涉及的主要代谢途径，并确定了利用这些途径的关键微生物，同时强调了影响EPS产量和组成的调控因素。特别关注了基于生物反应器的EPS生产策略，包括批式、连续进料式和连续系统，以及这些系统在提高生产效率、一致性和可扩展性方面的作用。还讨论了基于EPS的纳米复合材料、混合材料和生物工程微生物系统等新兴方法，作为克服这些限制的有前景的解决方案。本文全面而批判性地总结了微生物EPS在环境修复中的应用，重点关注其生物合成途径、物理化学特性以及控制污染物吸附的机制。通过将微生物生理学与以性能为导向的修复效果相结合，该综述指出了推进微生物EPS从实验室验证向具有成本效益和可扩展性的环境修复技术发展的关键瓶颈和未来研究重点。