出水不達標?有機物降解能力(lì)差?看完這(zhè)篇文章你就懂(dǒng)了!
來源:抖阴app成人環(huán)保 發布(bù)時間:2022-05-26
影響汙染物降解的生物因素可以大體從三方麵分(fèn)析下:
一、有機物結構與(yǔ)生物可降解性
生物降解有機物的難易程度與有機物(wù)的結構特征有很大的關係。
*先(xiān),有機(jī)物生物降解的機理是:
1、水中溶解的有機物能否擴(kuò)散穿過細胞壁,是由分子(zǐ)的大小和溶解度決定的。目前認為低於12個碳原子的分子一般可以進入細胞(bāo)。至於有機物分子的溶解度則(zé)由親水基和疏(shū)水基決定的,當親水基比疏水基占優(yōu)勢時(shí),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,代謝反應隻限(xiàn)於生物能接(jiē)觸的水和烴的界麵處(chù)。尾端的疏水基溶進細胞的(de)脂肪部分並進行β-氧化。有機物以這種形式從水和烴(tīng)的界麵處(chù)被逐步拉(lā)入細胞中並(bìng)被代謝。微生物和不溶的有機物之間的有限接觸麵,妨礙了不溶(róng)解化合物的代謝速度。
3、有機物分子中碳支鏈對代謝作用有一定影響。一般情況(kuàng)下,碳支鏈(liàn)能夠阻礙微生物代謝的速度,如正碳化合物比仲碳化合物容易被微生物代謝,叔碳(tàn)化合(hé)物(wù)則不易被微生物(wù)代謝(xiè)。這是因為微生物自(zì)身的酶(méi)須適應鏈的結構,在其分子支鏈處裂解(jiě),其中*簡單的分子先被代謝。叔(shū)碳化合物有一對支鏈,這就要把分子作多次的裂解。具體來說,結構簡單的有機物一般先降(jiàng)解,結構複雜的一般後降解。
二(èr)、共代謝作用
共代謝的概念:有一類物質稱為外生物質或異生物質,是(shì)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(zhì),例如殺蟲劑(jì),殺菌劑和除草(cǎo)劑等,其中許多有易被各種細(xì)菌或真菌降解,有些則(zé)需添加一些有機物作為初級能源後才能降解,這一現象稱為共代(dài)謝(xiè)。
共代謝(xiè)過程不但提出了一種(zhǒng)新(xīn)的代(dài)謝現象(xiàng) ,而且已被作為一種生化技術(shù)在芳香族化合物生物解研究中得到應用。G ihon等以共代謝為手段 ,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(yǒu)助於研究氧進入(rù)芳香環的機製。F ocht和Alexander等應用共(gòng)代謝技術建立了 DDT的環(huán)斷裂機製。
Horvath 利用共代謝反應步驟少的優點 ,分別(bié)確定了 2 ,3 ,6 — 三氯苯甲酸降解過程(chéng)中所含的氧化、 脫氫和脫鹵反應 ,從而發現了無色杆菌代謝2 ,3 ,6 — 三氯苯甲(jiǎ)酸(suān)的途徑。Hanne、 Jaakko、 Woods、 Mary 等利用厭氧反應器中(zhōng)存在共代謝的原理(lǐ) ,通(tōng)過添加初級基質來處理含氯酚的廢水(shuǐ) ,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(qiē)需要人們更充分地利用微生物的降解(jiě)活性(xìng) ,不幸的是有(yǒu)些化合物含有(yǒu)高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(jiàn)進化、 適應(yīng)的功能 ,但酶催化途徑的自然進化需要多種基因成分的改(gǎi)變 ,速度很慢 ,不(bú)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)清微生物降解環境汙染(rǎn)物(wù)的能力和途(tú)徑的基礎(chǔ)上(shàng) ,應(yīng)用現代基因工(gōng)程技術 ,擴(kuò)展微生(shēng)物酶對基質的(de)專一性和代(dài)謝途徑 ,更有效地處(chù)理和降解(jiě)各種汙(wū)染物 ,更好地(dì)保(bǎo)護環境。
三、影響微生物降解的環境因素
生物降解是(shì)微生物對物質特別是環境汙染物的分解作用。它和傳統的(de)分解在本(běn)質上是一樣的,但又有分解作用(yòng)所沒有的新的特征(如代謝,降解等),因此可視為分解作用的(de)擴展和延伸。
從生物降解的定義(yì)我們可以明白,微(wēi)生物的生長對生物降解有著至關重(chóng)要的作用(yòng)。所以,我將從影響微生物生長的因素來討論影響生物降解的因素。影(yǐng)響微生物生(shēng)長的因素*重要的是營養條(tiáo)件、溫度、PH值、需氧量(liàng)、有(yǒu)毒物質,土壤濕(shī)度、鹽度及吸附作用和沉積物汙染物被其他(tā)物質所吸附(fù)形成絡和物。
1、營養條件
營養物對微生物的作用是:提供合成細胞物質時所需(xū)要(yào)的物質;作為產(chǎn)能反應的反應物,為細胞增長的生物合成反應提供能源;充當產能反應所釋放電子的受氫體(tǐ)。所以微生物所需(xū)要的(de)營養物質必(bì)須包括組成細胞的各種(zhǒng)元素和產生(shēng)能量的物質。微生物(wù)種類繁多,各種微生(shēng)物要求的營養物質亦不盡相同,根據對營養要(yào)求的(de)不同,可將微生物分為特定的種類。
根據(jù)所需碳的化學形式,微生物可分為:自養型和異養(yǎng)型;根據(jù)所需的能(néng)源,微生物可分為:光(guāng)營養型和化能營養型。
2、溫度對生(shēng)物降解的影響
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(wēi)生物和(hé)不同的生長規(guī)律。從微生物總體來說,生長溫度範圍是0~80℃。根據(jù)各類微生物所適應的溫度範圍,微生(shēng)物可(kě)分為高溫性(嗜熱菌)、中溫(wēn)性、常溫性和低溫性(嗜冷菌)四類。
微生物的全部生長過程都取決(jué)於化學反應,而這些反應速率都(dōu)受溫度的影響。在*低生長溫度和*適溫度範圍內,若反應(yīng)溫度(dù)升高,則反應速率增(zēng)快,微生物增長(zhǎng)速率也隨之增加,處理效果相(xiàng)應(yīng)提高。
3、PH值
微生(shēng)物的生化反應是在酶的催化作用下進行的,酶的基本成分是蛋白質,是具有離解基團的兩(liǎng)性電解質.PH值對微生物生張繁殖的(de)影(yǐng)響體現在酶的離解過程中,電離形式不同,催化(huà)性質也就不同;此外,酶的催化作用還決定了基質的(de)電離狀(zhuàng)況,PH值對基質電離狀況的影響也進而影響到酶的催化作用。一般認為(wéi)PH值是影響酶的活性的*重要(yào)因素之一。
在生(shēng)物降解過程中,一般細菌、真菌、藻類和原生動物的PH值適應範(fàn)圍在4~10之間。在生物降解中,保持微生物的*適pH範圍是十(shí)分重要的。否則,將對微生物的生長繁殖產生不良影(yǐng)響,甚至會造成微生物死亡(wáng),破壞生物降解的(de)正常進行。
4、溶(róng)解氧
根據微生物對氧的要求,可分為好氧微生物、厭氧微生物及兼性微生物。
好(hǎo)氧微(wēi)生物在降解(jiě)有機物的代謝過程中以分子(zǐ)氧作(zuò)為受氫體,如果分子氧不足,降解過程就會因為沒有受氫(qīng)體而不能進行,微生物的(de)正常生長規律(lǜ)就會受到影響,甚至(zhì)被破壞。
而厭氧微生物對氧氣很敏感,當有氧存在時,它們就無法(fǎ)生長。這是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(suǒ)活化的氫將與氧結合形成H2O2,而厭(yàn)氧微生物缺乏分解(jiě)H2O2的酸(suān),從而(ér)形(xíng)成H2O2積累,對微生物細胞產生(shēng)毒害作用。所以使用厭氧微生(shēng)物降解時要注意隔絕空氣(qì)。
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(bāo)的正(zhèng)常結(jié)構遭到破壞(huài)以及使菌體內的酶(méi)變質,並失(shī)去(qù)活性。有毒(dú)物質可分為:①重金屬(shǔ)離子(鉛、銅、鉻(gè)、砷、銅、鐵、鋅(xīn)等);②有機物類(酚、甲醛(quán)甲醇、苯、氯苯等);③無機物類(硫化物、氰化鉀、氯化鈉、硫酸根(gēn)、硝酸根等)。有毒物質對微生物產生毒害作用有一個(gè)量的概(gài)念,即達(dá)到一定(dìng)濃(nóng)度時顯示出毒害作用,在允(yǔn)許濃度以內(nèi),微生物則可以承受。
鹽度(嗜鹽菌和耐鹽菌,不同環境微生(shēng)物的適應性)和吸附作用(yòng)和(hé)沉積物汙染物被其他物質所吸(xī)附形成絡和(hé)物等(děng)因素也會影響降解。
綜上所述,有機物(wù)結構、共降解作(zuò)用和影響微(wēi)生物(wù)降解的環境因素,是影響汙染物(wù)的(de)生物降解(jiě)的(de)主要因素(sù)。