出水不達標,有機物降解能(néng)力差?可以看看這篇文章!
來源:科柏盛環保(bǎo) 發布時(shí)間:2021-12-07
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影響汙(wū)染物(wù)降解的生物(wù)因素(sù)我認為可以大體從三方麵分析下:
一、有機物結(jié)構(gòu)與生物可降(jiàng)解性
生物降解有機物的難易程度與有機物的結構特征有很大的關係。
*先,有機物生物降解的機理是:1、水中溶解的有機(jī)物能否擴散穿過細胞壁,是由分子的大小和溶解度決定的。目前認為低於12個碳(tàn)原子(zǐ)的分子一(yī)般可以(yǐ)進入細胞(bāo)。至於(yú)有機物分子的溶解度則由親水基和疏水基決定的,當親水基比疏水基占優勢時,其溶解度就大。2、不溶於水的有機質,其疏水基比親水(shuǐ)基占優勢,代謝反應隻(zhī)限於生物能接觸的水(shuǐ)和烴的界麵處。尾端的疏水基溶進細胞的脂(zhī)肪部分並進行β-氧化。有機物以這種形式從水和烴的(de)界麵處被逐(zhú)步拉入細胞中並被代謝。微生物和(hé)不溶的(de)有機物之間的有限接觸麵,妨(fáng)礙了(le)不溶解化合物的代謝速度(dù)。3、有(yǒu)機(jī)物分(fèn)子中碳支鏈對(duì)代謝作用有一定(dìng)影響。一般情況下(xià),碳支鏈能夠阻礙微生物代謝的(de)速(sù)度,如正碳化合物比仲碳(tàn)化合物容易被微(wēi)生物代謝,叔碳化合物則不易被微(wēi)生物代謝(xiè)。這是因為微生物自身的酶(méi)須適應鏈的結構,在(zài)其分子支(zhī)鏈處裂解(jiě),其中*簡單的分子先被代謝。叔碳化合物有(yǒu)一對支鏈,這就要把分子作多次的裂解。具體來說,結(jié)構簡單的有機物一般(bān)先降解,結構(gòu)複雜(zá)的一(yī)般後降解(jiě)。
二、共代(dài)謝作用
共代謝的概念:有一類物質稱為外生(shēng)物質或異生物質,是指(zhǐ)一些(xiē)天然條(tiáo)件下並不存在的由人工合成的化學物(wù)質(zhì),例如殺蟲劑,殺菌劑和(hé)除草劑等,其中許多有易被各種細菌或真菌降解,有些則需添加一些有機物(wù)作為初級(jí)能源後才(cái)能降解,這一現象稱為共代謝。
共代謝過程不(bú)但(dàn)提出了一(yī)種新的代謝現象(xiàng) ,而且已被作為一種生化技術在芳香(xiāng)族化合物生物解研究中得(dé)到應用。G ihon等(děng)以(yǐ)共代謝為手(shǒu)段 ,分離和(hé)確定了鹵代苯和對氯甲苯的假單胞菌的氧化產物 ,這有助於(yú)研究氧進入芳香環的機製。F ocht和(hé)Alexander等應用共(gòng)代謝(xiè)技術建立了 DDT的環斷裂機製。Horvath 利(lì)用共(gòng)代謝反應步驟少的優(yōu)點 ,分別確定(dìng)了(le) 2 ,3 ,6 — 三氯苯甲酸降解過(guò)程中所含的氧化、 脫(tuō)經和(hé)脫(tuō)鹵反應 ,從而發現了無色杆菌代謝2 ,3 ,6 — 三氯苯甲酸的(de)途徑。Hanne、 Jaakko、 Woods、 Mary 等(děng)利用厭氧(yǎng)反應器中存在共代謝的原理 ,通過添加初級基質來處理含氯酚的廢水 ,使氯酚這種有毒的 “難降解物質” 得到生物淨化。
現代的環境汙染迫切需要(yào)人們更充分地利用(yòng)微生物的降解活(huó)性 ,不幸的是有些化合物含有高度抗酶分解的結構元素(sù)或取代(dài)基。盡管環境微生物具有逐(zhú)漸進(jìn)化、 適應的功能(néng) ,但酶催化途徑的自然進化需(xū)要多種基因成分的改變(biàn) ,速度很慢 ,不能適應現(xiàn)代環(huán)境保護(hù)的要求。通過共(gòng)代謝等各(gè)種生(shēng)物技(jì)術的應(yīng)用 ,在搞清微生物降解環(huán)境汙染物的能力(lì)和途徑的基礎上 ,應用現(xiàn)代基因工程技術 ,擴展微生物酶對基質的專一性和代謝途徑 ,更有效地處理(lǐ)和降解各種汙染物 ,更好地保護環境。
三、影響微生物(wù)降解的環境因素
生(shēng)物降解是微生物對物質特(tè)別(bié)是環境汙染物的分(fèn)解作用。它和傳統的分解在本(běn)質上是一樣的,但又有分解作用(yòng)所沒(méi)有的新的(de)特征(如(rú)代謝,降解等),因此可視為分解作用的擴展和延(yán)伸。
從生物降解的定義99精品国产综合久久久久五月天可(kě)以(yǐ)明(míng)白,微生物的生長對生物降解有著(zhe)至關重要(yào)的作用。所以,我將(jiāng)從影響微生物生長的因素來討論影響生物降解的因素。影響微生物生長的因素*重要的是營養條件、溫度、PH值(zhí)、需氧量、有毒(dú)物質,土壤濕度、鹽度及(jí)吸(xī)附作(zuò)用和沉積物汙染物被其他物質所吸附形成(chéng)絡和物。
1.營養條件
營養物對微生物的作用是(shì):提供合成細胞物質時所需要的物質(zhì);作為產能反應的反應物,為細胞增(zēng)長的生物合成反應提供能源;充當(dāng)產能反應所釋放電子的受氫體。所以(yǐ)微生物所需要的營養物質必(bì)須包括組成細胞的各種元素和產生能量的物質。微生(shēng)物種類繁多,各種微生物要求的營養(yǎng)物質亦不盡相同,根據對營養要求的不同,可將(jiāng)微生物分為特定的種(zhǒng)類。根據所需碳的化學形式,微生物可分為:自養型(xíng)和異養型;根(gēn)據所需的能源,微生物可分為(wéi):光營養型和化能營養型。
2.溫度對生物降解的影響
溫度(dù)對微生物具有(yǒu)廣泛的影響,不同的反應溫度,就(jiù)有不同的(de)微生物和不同的生長規(guī)律。從微生物總(zǒng)體來說,生長溫度範圍是0~80℃。根據(jù)各類微生(shēng)物所適應的溫度範圍,微生物可(kě)分為高溫性(嗜熱菌)、中溫性、常溫性和低溫性(嗜冷菌)四類。
微生物的全部生長(zhǎng)過程(chéng)都取決於化學反應,而這些反應速率都受溫度的影響。在*低生長溫度和*適(shì)溫度(dù)範圍內,若反應溫度升(shēng)高,則反應速(sù)率增(zēng)快,微生物增長速率也隨之增加,處理效果相應提高。
3.PH值
微生物的生化反應是在酶(méi)的催化作用下進行的,酶的基本成分是蛋白質,是具有離解基團的(de)兩性電解質.PH值對微生物生張繁殖的影響(xiǎng)體現(xiàn)在酶的離解過程中,電離形式不同(tóng),催化性質也(yě)就不(bú)同;此外,酶的催化作用還決定了基質的電離狀況(kuàng),PH值對基質電離狀(zhuàng)況的影響(xiǎng)也進而影響到酶的催化作用。一般認為PH值是(shì)影響(xiǎng)酶的(de)活性的*重(chóng)要(yào)因(yīn)素之一。
在生物降解過程(chéng)中,一(yī)般細菌、真菌、藻類(lèi)和原生動物的PH值適應範圍在4~10之間。在生(shēng)物降解中,保持微生(shēng)物的*適(shì)pH範圍是十分重要的。否則,將對微生物的生長繁殖產生不良影響,甚至會(huì)造成微生物死亡,破壞生物降解(jiě)的正常進行。
4.溶解(jiě)氧
根據微生物(wù)對氧的要求,可(kě)分為好氧微生物、厭氧微生物及兼性(xìng)微生物(wù)。
好氧微生(shēng)物在降解(jiě)有機物的代謝過程中以分子氧作(zuò)為受氫體,如果分子氧不(bú)足,降解(jiě)過程(chéng)就會因為沒有受氫體而不能進行,微生物的(de)正(zhèng)常生長規律(lǜ)就會受到影響,甚至被破壞。
而厭氧微生物對(duì)氧氣很敏感(gǎn),當有氧(yǎng)存(cún)在時,它們就無法生長。這是(shì)因為在有氧存在的環境中,厭氧微生物在代謝過程中由脫氫酶所活化的氫(qīng)將與氧結合形成H2O2,而厭氧微生物缺乏分解H2O2的酸,從而形成H2O2積累(lèi),對微(wēi)生物細胞產生毒害作用。所以使用厭氧微(wēi)生物降解時要注意隔絕空氣。
5.有毒物質
在被降解物質中有時存在著對微生物具有抑製和殺害作用的化(huà)學物質(zhì)。有毒物質對微生物的毒害作(zuò)用,主要表現在使細菌細胞的正常結(jié)構遭到破壞以及使菌體內的酶變質,並失去活性。有毒物質可分為:①重金屬離子(鉛、銅、鉻、砷、銅、鐵、鋅等);②有機物類(酚、甲醛甲醇、苯、氯苯等);③無機物(wù)類(硫(liú)化物、氰化鉀、氯化鈉、硫酸根、硝酸根等)。有毒物質對微生物產(chǎn)生毒害作用有一個量的概念(niàn),即達到一定濃度時顯示出毒害作用,在允許濃度以內,微生物則可以承受。
鹽度(dù)(嗜鹽菌和耐鹽菌,不同環(huán)境微生物的適應性)和吸附作用和沉(chén)積物汙染物被其(qí)他(tā)物質所吸(xī)附形成絡(luò)和物等因素也會影響降(jiàng)解。
綜上所述,有機物結構、共降解作用和影響微生物降解的環境因素(sù),是影響汙染物的(de)生物降解的主要因素。