出水不達標,有機物降解能力差?可以看看這篇文章!
來源:www.17c.com91嫩草環(huán)保 發布(bù)時間:2021-12-07
出水不達標,有機物降解能力(lì)差?可以看看這(zhè)篇文章!
影響汙染物降解的生物因素我認為可以大體從三方麵分析下:
一、有機物結構與生物可降解(jiě)性
生物降解有機物的難易程度(dù)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(shuǐ)中溶解的有(yǒu)機物能否擴散穿過細胞壁,是由分子的大小和溶解度決定(dìng)的。目前認為低於12個碳原子的分子(zǐ)一般可以進入細胞。至於有機物分(fèn)子的溶解度則(zé)由親水基和疏水基決定(dìng)的,當親(qīn)水基比疏(shū)水基占(zhàn)優勢時,其溶解度就大。2、不溶於水的有機(jī)質(zhì),其(qí)疏水基比親水基占優勢,代謝反應隻限於生物能接觸的水和烴的界麵處。尾端的疏水基溶進(jìn)細胞的脂肪部分並進行β-氧化。有機物以這種形式從(cóng)水和烴的界麵(miàn)處被逐(zhú)步拉入細胞中並被代謝(xiè)。微生物和(hé)不溶的有機物之間的有限接觸(chù)麵,妨礙了不溶解化合物的代謝速度。3、有機物分(fèn)子中(zhōng)碳(tàn)支鏈對代謝作用有一定(dìng)影響。一般情況(kuàng)下,碳支鏈能夠阻礙微生物代謝的速度(dù),如(rú)正碳化合物比仲碳化合物容易被微生物代謝,叔碳化合物則不(bú)易被微生物代謝。這(zhè)是因為微生物自身的酶須適應鏈的結構,在其分子支鏈處裂解,其(qí)中*簡單的分子先被代謝。叔碳化合物有一對支鏈,這就要(yào)把分子作多次的裂解。具體來說,結(jié)構簡單的有(yǒu)機物一般先降解,結構複雜的一般(bān)後降解。
二(èr)、共代(dài)謝作用
共代謝的概念:有一類物質稱(chēng)為外生物質或異生物質,是指一些天然條件下並不存在(zài)的由人工合成的(de)化學物質,例如殺蟲劑,殺菌劑和除草劑(jì)等,其中許多有(yǒu)易被各種細菌或真菌降解,有些則需添加一些有機物作為初級能源後才能(néng)降解,這一現象(xiàng)稱(chēng)為共代謝。
共代謝過程不但提出了一(yī)種新的代謝現象 ,而且(qiě)已被作為一種生化技術在芳香族化合物生物解研(yán)究(jiū)中得到應(yīng)用。G ihon等以共(gòng)代謝為(wéi)手段 ,分離和確定了鹵代苯和對氯甲苯的假單胞菌的氧化產物 ,這有助於研(yán)究氧(yǎng)進入芳香環的機(jī)製。F ocht和Alexander等(děng)應(yīng)用共代(dài)謝技術建立了 DDT的(de)環斷裂機製。Horvath 利用共代謝(xiè)反應步(bù)驟少的優點 ,分別(bié)確定(dìng)了 2 ,3 ,6 — 三氯苯甲酸降解過程(chéng)中所含(hán)的氧化、 脫經和脫鹵反應 ,從而發現了(le)無色杆菌代謝2 ,3 ,6 — 三氯苯甲酸的途徑。Hanne、 Jaakko、 Woods、 Mary 等利用厭氧反應器中存在共代謝的(de)原理 ,通過添(tiān)加初(chū)級(jí)基質來處理含氯酚的(de)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(jìng)汙(wū)染迫切需(xū)要(yào)人們更充分地利用微生物(wù)的(de)降解活性 ,不(bú)幸的是有些化合物含有高度抗酶分解的結構元素(sù)或取代基(jī)。盡管環境微生物具有(yǒu)逐漸進(jìn)化、 適應的功(gōng)能(néng) ,但酶催化途徑的自然進化需要多種基因成分的改變 ,速度很慢 ,不能適應現代環境保護的要求。通過共代謝等各種生物技術的應用 ,在搞(gǎo)清微(wēi)生物降解環境汙染物(wù)的(de)能力和途徑的基礎上 ,應用現代基因工程技術 ,擴展(zhǎn)微(wēi)生物酶對基質的專一性和(hé)代謝途徑 ,更(gèng)有效地處理和降解各種汙染物 ,更(gèng)好地保護環境。
三、影(yǐng)響微生物降解的環境因素
生物降解是微生物對(duì)物質特別是環境汙染物的分解作用。它和傳統的分解在本質上是一樣的,但又有分解作用所沒有的新的特征(如代謝,降解等),因此可視為分解作用的擴展(zhǎn)和延伸。
從生物降解的定義我們可以明白,微生物(wù)的生長對生(shēng)物(wù)降解有著至關重要的作用。所以,我將從影響微(wēi)生物生長的因(yīn)素(sù)來(lái)討論影響生物降解的(de)因素。影(yǐng)響微生物生長的因素*重要(yào)的是營養條件、溫度(dù)、PH值、需氧量、有毒物質,土壤濕度(dù)、鹽度及吸附作用和沉積(jī)物汙染(rǎn)物被其他(tā)物質所吸附形(xíng)成絡和物。
1.營養條件
營養物對微生物的作用(yòng)是:提供合成細胞物質(zhì)時所需要的物質;作為產(chǎn)能反應的反應物,為細胞增長的生物合(hé)成(chéng)反(fǎn)應(yīng)提(tí)供(gòng)能源;充當產(chǎn)能反應所釋放電子的受氫體。所以微生(shēng)物所需要的營養物質必須包括組成細胞的各種元素和產生能量的物質。微生物(wù)種類繁多,各種微生物要求的營養物質亦不盡相同,根(gēn)據對營養要求的不同,可將(jiāng)微生物分為特定的種類。根據所需碳的化學形式,微生(shēng)物(wù)可分(fèn)為:自養(yǎng)型和異養型;根(gēn)據所需的能源,微生物可分為:光營養型和化能營養型。
2.溫度對生物降解的影(yǐng)響
溫度對微生物具有廣泛的影響,不同的反應溫度,就有不同的(de)微生物和不同的生長規律。從微生物總體來說,生長溫度範圍是0~80℃。根據各類微生物所適應的溫度範圍,微生物可(kě)分為高溫性(嗜(shì)熱菌)、中溫性、常溫(wēn)性和(hé)低溫性(嗜冷菌(jun1))四類。
微生物的全部生長過程都取決於化學反應,而這些反應速率都受溫(wēn)度的影響。在*低生長溫度和*適溫度範圍內,若反應溫度升高,則反應速率增快,微生物增長速(sù)率也隨之增加,處理效果相(xiàng)應提高。
3.PH值(zhí)
微生物的生化反應是在酶的催化(huà)作用下進行的,酶的基(jī)本成分是蛋白質,是具有離解基團(tuán)的兩(liǎng)性電解質.PH值對微生物生張繁殖的影響體現在酶的離解過程中,電離形式不同,催(cuī)化性質(zhì)也就不同;此外,酶的催化作用還決定了基質的電離狀況,PH值對基質電離狀況的影響也進而影響(xiǎng)到酶(méi)的催化作用。一(yī)般認為PH值是(shì)影響酶的活性的(de)*重要因素之一。
在生物降解過程中,一般細菌、真(zhēn)菌、藻類和原生動物(wù)的PH值適應範圍在4~10之間。在生物降解中,保持微生物的*適pH範圍是十分(fèn)重要的。否則,將對微生物的生長繁殖產生不良影(yǐng)響,甚(shèn)至會(huì)造成微生物死亡(wáng),破壞生物降解的正常進行。
4.溶解氧
根據微生物對氧的要求,可分為好(hǎo)氧微生物、厭氧微生(shēng)物及兼性微生(shēng)物(wù)。
好氧微生物(wù)在降解有機物的代(dài)謝過程中以分子氧作為受氫體,如果分子氧不足,降解過(guò)程就(jiù)會因為(wéi)沒有(yǒu)受氫體而不能進(jìn)行,微生物的正常生(shēng)長規律就會受到影響,甚至被破壞。
而厭氧微生物對氧氣很(hěn)敏感(gǎn),當有氧存在(zài)時,它們就無法生長。這是因為在有氧(yǎng)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(de)氫將與氧結合形成H2O2,而厭氧微(wēi)生物缺(quē)乏分解(jiě)H2O2的酸,從而形成(chéng)H2O2積累,對微生物細胞產生毒害(hài)作用。所以使用厭氧微生物降解時要注意隔絕空氣。
5.有毒(dú)物質
在(zài)被降解物質中有時存在著(zhe)對微生物具有抑製和(hé)殺害作用的化學物質。有毒物質對微生物的毒害作用,主要表現在使細菌細胞的正常結構遭到破壞以及使菌體內的酶變質(zhì),並失去活性。有毒物質可分為:①重金屬(shǔ)離子(鉛、銅、鉻、砷(shēn)、銅、鐵、鋅等);②有機(jī)物類(酚、甲醛(quán)甲醇、苯、氯苯等);③無機物類(硫化物、氰化鉀、氯化鈉、硫(liú)酸根、硝酸根等)。有毒物質對微生(shēng)物產生毒害作用有一個量(liàng)的概(gài)念,即達到一定濃度時顯示出毒害(hài)作用(yòng),在允許濃度以內,微生物(wù)則可(kě)以承受。
鹽度(嗜鹽菌和耐鹽菌,不同環境微生物的適應(yīng)性)和吸附(fù)作用和沉積物汙染物被其他物(wù)質所吸附形(xíng)成絡和物等因素(sù)也會影響降解。
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,是影響汙染物的生物降解的(de)主要因素。