出(chū)水不達標,有機物降解能力差?可以看看這篇文章!
來源:亚洲国产一区二区三区波多野结衣環保 發(fā)布時間:2021-12-07
出水不達標,有機物降解能力差?可以(yǐ)看看這篇文章!
影(yǐng)響汙(wū)染物降解的生物因素我認為可以大(dà)體從三方麵分析下:
一、有機物結構(gòu)與(yǔ)生物可降解性
生物降解有機物的(de)難易程度與(yǔ)有機物的結構特征有很大的(de)關係。
*先,有機(jī)物生物降解的機理是:1、水(shuǐ)中溶解(jiě)的有機物能否擴散穿(chuān)過細胞壁,是由分子的(de)大小和溶解度決定的。目(mù)前認為低(dī)於12個碳原子的分子(zǐ)一般可以(yǐ)進入細胞。至於有機物分子的溶(róng)解度則由親水基和疏水(shuǐ)基決定的,當(dāng)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,其疏水基比親水基占優勢,代謝反應隻(zhī)限於生物能(néng)接觸的水和烴的界麵(miàn)處。尾(wěi)端的疏水基溶進細胞的脂肪部分並進行β-氧化。有機物以這(zhè)種形式從水和烴的界麵處被逐步拉入(rù)細胞中並被代謝。微生物和不溶的有機物之間的有限接(jiē)觸麵,妨礙了不溶解化合物的代謝(xiè)速度。3、有機物分子中(zhōng)碳支鏈對代謝作用有一(yī)定影響。一般情況下,碳(tàn)支鏈能夠阻礙(ài)微生物代謝的速度,如正碳化合物(wù)比仲碳化合物容易被微生(shēng)物代謝,叔碳化合物則不易被微生物代謝。這是因為微生物自身的酶須適應鏈的結構,在(zài)其分子支鏈處裂解,其中(zhōng)*簡單的分子(zǐ)先被代謝。叔碳化合物有一對支鏈,這就要把分子(zǐ)作多(duō)次的裂解。具體來說,結構簡(jiǎn)單的有機(jī)物一般先降解,結構複(fù)雜的一般後降解。
二(èr)、共代謝作用
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(bú)存在的由人工合成的化學物質,例如殺蟲劑,殺菌劑和除草劑等,其中許多有易被各種細菌或真菌降解,有些則需(xū)添加一些有機物作為(wéi)初級能源後才能降解,這一現象稱為(wéi)共代謝。
共代謝過程不(bú)但(dàn)提出了一(yī)種新(xīn)的代謝現象 ,而且已被作為一種生化技術(shù)在芳(fāng)香族化合物生物(wù)解研究(jiū)中得到應用。G ihon等以共代謝為手段 ,分離和確定(dìng)了鹵代苯和對氯甲苯的假單胞菌的氧化產物 ,這有助(zhù)於研究氧(yǎng)進入芳香環(huán)的(de)機製。F ocht和Alexander等應用共代謝技術建立了 DDT的環斷裂機製。Horvath 利用共代謝反應步(bù)驟少的優(yōu)點 ,分別(bié)確定(dìng)了(le) 2 ,3 ,6 — 三氯苯甲(jiǎ)酸(suān)降解過程中所含的氧化、 脫經和脫鹵反應 ,從而發現了無色杆菌代謝2 ,3 ,6 — 三氯(lǜ)苯甲(jiǎ)酸的途徑。Hanne、 Jaakko、 Woods、 Mary 等利用厭氧反應(yīng)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(dào)生物淨化。
現代的環境汙染迫(pò)切需要(yào)人們更(gèng)充分地利用微生物的降解活性 ,不幸的是有些化合物含(hán)有高(gāo)度抗酶分解的結構元素或取代基。盡管環境微生物具有(yǒu)逐漸進(jìn)化、 適應的功能 ,但酶催化途徑(jìng)的自然進化需要多種基因成分的改變(biàn) ,速度(dù)很慢 ,不能適(shì)應現代(dài)環境保護的要求。通過共代謝等各種(zhǒng)生物技術的應用 ,在搞清(qīng)微生(shēng)物降解環境汙染物的能力和途徑的基礎上 ,應用現代基因工程技術 ,擴展微生物酶對基質的專一性和(hé)代謝(xiè)途徑 ,更有效地處理和降解(jiě)各種汙染物 ,更好地保護(hù)環境。
三、影響微生物(wù)降解的環境因(yīn)素
生物降解是微生物對物質(zhì)特別是環境汙染物的分(fèn)解作(zuò)用。它和傳(chuán)統(tǒng)的分解在本質(zhì)上是一(yī)樣的,但又有分解作用所沒有的新的(de)特征(如代謝,降解等),因此可視為(wéi)分解作用的擴展和延伸。
從生(shēng)物降解的(de)定義我(wǒ)們可以(yǐ)明白,微生物的生長(zhǎng)對生物降(jiàng)解有著至關重要的作用。所以,我將從(cóng)影響微生物生長的因素來討論影響生物降解的(de)因素。影響微生物生長的(de)因素*重要的是營養條(tiáo)件、溫度(dù)、PH值、需氧量、有毒物質,土壤濕度、鹽度及吸附作用和(hé)沉積物汙染物被(bèi)其他物質所吸附形成絡和物。
1.營養條(tiáo)件
營養物(wù)對微生物的作用是:提供合成細胞(bāo)物質時(shí)所需要的(de)物質;作為產能反應的反應物,為細胞增長的生物合成反應提供能(néng)源;充當產能反應所釋放電子的受(shòu)氫體。所以微生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。微生物種類繁多(duō),各種微(wēi)生物要求的營養物質亦不(bú)盡相同(tóng),根據對營養要求的(de)不同,可將微生物分為特定的種類。根據所需碳(tàn)的化學形式,微生物可分為:自(zì)養型(xíng)和異(yì)養型;根據所需的能源,微生物可分為:光營養型和化能營養型。
2.溫度對生(shēng)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,就有不同的微生物和不同的生長規律。從微生(shēng)物總體來說,生長溫度範圍是0~80℃。根據各類微生(shēng)物所適應的(de)溫度範圍,微生物可分(fèn)為高(gāo)溫性(嗜熱菌)、中(zhōng)溫性、常溫性和低溫性(嗜冷菌)四(sì)類。
微生物的全部生長過程都(dōu)取決於化學反應,而這些(xiē)反應速(sù)率都受溫度的影響。在*低生長溫度和*適溫度範圍內,若反應溫度升高,則反(fǎn)應速率增快,微生物增長速率也隨之增加,處理(lǐ)效果相應提高。
3.PH值(zhí)
微生物的生化(huà)反應是在酶的催化(huà)作用下進行的(de),酶(méi)的基本成分是蛋白(bái)質,是具有離解基團的兩性電解質.PH值對(duì)微(wēi)生物生張繁殖(zhí)的(de)影響(xiǎng)體現在酶的離解過程中,電離形式(shì)不同,催化性質也就(jiù)不同;此外,酶的催化作用還決(jué)定了(le)基質的電離狀況,PH值對基質電離狀況的影響(xiǎng)也進而影響到酶的催化作用。一般認為(wéi)PH值(zhí)是(shì)影響酶的活性的*重要因素之一。
在生物降解過程中,一般細菌、真菌、藻類和原生動物的PH值適(shì)應範圍在4~10之間。在生物降解中,保持微生物的*適pH範圍是十分重(chóng)要的。否則,將對微生物的生長(zhǎng)繁殖產生(shēng)不良影響,甚(shèn)至會造成(chéng)微生物死亡,破壞生物降解的正常進行。
4.溶解氧
根據微(wēi)生物對氧的要求,可分為好(hǎo)氧微(wēi)生(shēng)物、厭氧微生物及兼性微生物。
好氧(yǎng)微生物在降解有機(jī)物的代謝過程(chéng)中以分子氧作(zuò)為受(shòu)氫體,如果分子氧不足,降解過程就會因為沒有受氫體(tǐ)而(ér)不能進行(háng),微生物的正常生長規律就(jiù)會受到影響,甚至被破壞。
而厭氧微生物對氧氣(qì)很敏感,當有氧存在時,它們就無法生長。這是因為在有氧存(cún)在的環境中,厭氧微生物在代(dài)謝(xiè)過程中由脫氫酶所活化的氫將與氧結合形成H2O2,而厭氧微生物缺乏分解H2O2的酸,從而(ér)形成H2O2積累,對微(wēi)生物細胞產生毒害作用。所以使用(yòng)厭氧微生物降解時要注意隔絕空氣(qì)。
5.有毒(dú)物質
在被降(jiàng)解物質中有時存在著對微生物具有抑(yì)製和殺害作用的化學物質。有毒物質對微生物的毒害作用,主(zhǔ)要表現在使(shǐ)細(xì)菌細胞的正常結構遭到破壞以(yǐ)及(jí)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(zǐ)(鉛、銅、鉻、砷、銅、鐵、鋅等);②有機物類(酚、甲醛甲醇、苯、氯苯等);③無(wú)機(jī)物類(硫化物、氰化鉀、氯化鈉、硫酸根、硝酸根等(děng))。有毒物質對微生物(wù)產生毒害作用有一個量的概念,即達到(dào)一定濃度時顯示出毒害作用(yòng),在允許濃度以內,微生物則可以(yǐ)承受。
鹽度(嗜鹽菌和(hé)耐鹽菌,不同環境微生物的適應性)和吸附作用和(hé)沉積物汙染物被(bèi)其他(tā)物質所吸附形成絡(luò)和物等因素也會影響降解。
綜上所述,有機物結(jié)構、共降解作用和影響微生物降解的環境(jìng)因(yīn)素,是影響(xiǎng)汙染物的生物降解的主要因素(sù)。