出水不達標?有(yǒu)機物降解能(néng)力差?看完這篇文章你就懂了!
來(lái)源(yuán):科柏盛環保 發布時間:2022-05-26
影(yǐng)響汙染物降解的生(shēng)物因素(sù)可以大體從三方麵分析下:
一、有機物結構與生物可降解性(xìng)
生物降解有機物的(de)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(shì):
1、水中溶解的有機物能(néng)否擴散穿過細胞壁,是由分子的大小(xiǎo)和溶解(jiě)度決定的。目前認為低於12個碳原子(zǐ)的分(fèn)子一般可以進入(rù)細胞。至於有機物分子(zǐ)的溶解度則由親水基(jī)和疏水基決定的,當親水基比疏水基(jī)占(zhàn)優勢時,其(qí)溶解度就大。
2、不溶於水的有機質(zhì),其疏水基(jī)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(jiè)麵處。尾端的疏水基溶進細胞(bāo)的脂(zhī)肪部分並進行β-氧(yǎng)化。有機物以這種形式從水和烴的界麵處被逐步拉入細(xì)胞中並被代謝。微生物和不溶的有機物(wù)之間的(de)有限接觸麵,妨礙了不溶解化合物的代謝速度(dù)。
3、有機物分子(zǐ)中碳支鏈對代謝作用有一定影響。一般情況下(xià),碳支鏈能夠阻礙微生(shēng)物代謝的速度,如正碳化合物比仲碳化(huà)合物容易被微生物代謝,叔碳化合物則不易被(bèi)微生物代謝。這是因為微生物(wù)自身的酶須適應鏈的結構,在其分子支鏈處裂解,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(de)裂解。具(jù)體(tǐ)來說(shuō),結構簡單的有機物一般先降解,結構複雜的一般後降解。
二、共代謝作用
共代謝的概念:有一類物質(zhì)稱為外生物質或異生物質,是指(zhǐ)一些天然(rán)條件(jiàn)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(jì)和除草劑等,其中(zhōng)許多有易被各種細菌(jun1)或真菌降解,有些則需添加一些有機物作為初級(jí)能源後才能降解,這一現象稱為共代謝。
共代謝過程不但提(tí)出了一(yī)種新(xīn)的代謝現(xiàn)象 ,而且已被(bèi)作為(wéi)一種生化技術在芳(fāng)香族化合物生物解研究中得到應用(yòng)。G ihon等(děng)以共代謝為手段 ,分離(lí)和確定了鹵代(dài)苯和對氯甲苯的假單胞菌的氧化產物 ,這有助於研究氧進入芳香環的機製。F ocht和Alexander等應(yīng)用共代謝技術建(jiàn)立了 DDT的環斷裂(liè)機(jī)製。
Horvath 利用共代謝反應步驟少的優點 ,分別確定了 2 ,3 ,6 — 三氯苯甲酸降解過程中所(suǒ)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 — 三氯苯甲酸的途徑。Hanne、 Jaakko、 Woods、 Mary 等利用厭氧反應器中存在(zài)共(gòng)代謝的原理 ,通過(guò)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(jiàng)解(jiě)物質” 得到生(shēng)物淨化。
現代(dài)的環境(jìng)汙染迫切需要人們更充分地利用微(wēi)生物(wù)的降解活性 ,不幸的是有些化合物含(hán)有(yǒu)高度抗酶分解的結構元素或(huò)取代基。盡管(guǎn)環境微生物具有逐漸進化、 適應的功能 ,但酶催化途徑的自然進化需要多(duō)種基因成分的改變 ,速(sù)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(yīng)用 ,在搞清微生物降解環境汙染物的能力(lì)和途徑的基(jī)礎上 ,應用現代基因工程(chéng)技術 ,擴展微(wēi)生物酶對基質的專一性和代謝途徑 ,更有效地(dì)處理和降解各種(zhǒng)汙染物 ,更好(hǎo)地保護環境。
三、影響(xiǎng)微生物降解的環境因素
生物降解是微生物對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(yàng)的,但又有分解作用所(suǒ)沒有的(de)新的特征(如代謝,降解等),因此可視為分解作用的擴展和延伸。
從生(shēng)物(wù)降解的定義99精品国产综合久久久久五月天可以明白,微(wēi)生物的生(shēng)長(zhǎng)對生物降解有著至關重要的作用。所(suǒ)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(sù)。影響微生物生長的因素*重要的是營(yíng)養(yǎng)條件(jiàn)、溫度、PH值、需氧量、有毒物質,土(tǔ)壤濕度、鹽度及吸附作用和沉(chén)積物(wù)汙染物(wù)被其他物質所吸附形成絡和物。
1、營養(yǎng)條件
營養物對微生物的作用是:提供合成細胞物質時所需要的物質;作為產能反應的反應物,為細胞增長的生物合成反(fǎn)應提供能源;充當產能(néng)反應(yīng)所釋放電子的受氫體。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(shēng)能量的(de)物質。微生物種類繁多,各(gè)種微生物要求的營養物質亦不盡相同,根據對營養要求的不同,可將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:自養型和異養型;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(de)微(wēi)生物和不同的生長規律。從微(wēi)生物總(zǒng)體來說,生長溫度範圍是0~80℃。根據各類微生物所適應的溫(wēn)度範圍,微生物可(kě)分為高溫性(嗜熱菌)、中溫性、常(cháng)溫性和低溫性(嗜冷菌)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度的(de)影響。在*低生長溫度和*適溫度範圍內(nèi),若反應溫(wēn)度升高,則反應速率增快,微生物增長速率也隨之增加,處理(lǐ)效果相應提高。
3、PH值
微生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(shì)蛋白質,是具有離解基(jī)團的兩性電解質.PH值對微生物生張繁殖(zhí)的影(yǐng)響體現在酶的離解過(guò)程中,電離形式不(bú)同(tóng),催化性質也就不同;此外,酶的(de)催化作用還決定了基質的電離(lí)狀況,PH值對基質電離狀況的影(yǐng)響也進而影響到酶(méi)的催化作用。一般(bān)認為PH值是影響酶的活性的*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值適應範圍在(zài)4~10之間。在生物(wù)降解中,保持微生(shēng)物的*適pH範圍是十分重(chóng)要的。否則(zé),將對微(wēi)生物(wù)的生長繁殖產生不良影響,甚至會造成微生(shēng)物死亡,破壞生物降解的正(zhèng)常(cháng)進行。
4、溶解氧
根據微生物對氧的要(yào)求,可分為好(hǎo)氧微生物、厭氧微生物及兼性微生(shēng)物。
好氧微生物在降解有機物的代謝過程中以分子氧作為(wéi)受氫體,如果分子氧不足,降解過程就會因為沒有受氫體而不能進行,微生(shēng)物的正常生長規律就會受到影(yǐng)響,甚至被破壞。
而厭氧微生物對氧氣很敏感,當有氧存在時,它們就無法生長。這是(shì)因(yīn)為在有氧(yǎng)存在的環境中,厭氧微生物(wù)在(zài)代(dài)謝過程中由脫氫酶(méi)所活化的氫將與氧結(jié)合形成H2O2,而厭氧微生物缺乏分解H2O2的酸,從而形成H2O2積累,對微生物細胞產生毒害(hài)作用。所以使用(yòng)厭氧微生物降解時要注意隔絕空氣。
5、有毒物質
在被(bèi)降解物質中有時存在著(zhe)對微生物具有抑製和殺害作用的化學物質。有毒物質對微(wēi)生物的毒害作用(yòng),主要(yào)表現在使細菌細胞的正常結構遭(zāo)到破壞以及使菌體內的酶變質,並失去活性(xìng)。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(běn)等(děng));③無機物類(lèi)(硫化物(wù)、氰化鉀、氯化鈉(nà)、硫酸根、硝酸(suān)根等)。有毒物質對微生(shēng)物(wù)產生(shēng)毒害作用有一個量的概念,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(嗜鹽(yán)菌和耐鹽菌,不同環境微(wēi)生物的適應性)和吸附作用(yòng)和沉積物汙染物被其他(tā)物質所吸附形(xíng)成絡和物等因素也會(huì)影響(xiǎng)降解。
綜上所述,有機物結(jié)構、共降解作(zuò)用和影響微(wēi)生物降解的環境(jìng)因素,是影響汙染物(wù)的生物降解的(de)主要因素。