出水(shuǐ)不達標?有機物降解能力差?看完這篇文章你就懂了!
來(lái)源:免费看电影电视剧软件推荐-免费观看电影电视剧的app合集-免费看电影电视剧软件下载安装盛環保 發布時間:2022-05-26
影響汙染物(wù)降解的生(shēng)物因素可(kě)以大體從三方麵分(fèn)析下:
一、有機物結構(gòu)與生物可降解性(xìng)
生物降解有機物的難易程度與有機(jī)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(róng)解的有機(jī)物能否擴散穿過(guò)細胞壁,是由分子的大小和溶解度決定的。目前認為低於12個碳原子的分子一般可以進入細胞。至於有機物分子(zǐ)的(de)溶解度(dù)則由親水基和疏(shū)水基決定(dìng)的,當親水基比疏水基占優勢時,其溶(róng)解度就大。
2、不溶於水的有機質,其(qí)疏水基比親水基占優勢,代謝反應隻限(xiàn)於生物能(néng)接(jiē)觸的水和烴的界麵處。尾端的疏水基溶(róng)進細(xì)胞的脂肪部分並進行(háng)β-氧化。有機物以(yǐ)這種形式從(cóng)水和烴的界(jiè)麵處被(bèi)逐步拉入細胞中並被代謝。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。一般情況下,碳支鏈能夠阻礙微生物代(dài)謝的速(sù)度,如正碳化合物比仲碳化合物容易被微生物代謝,叔碳化合物則不易被微生物代謝。這(zhè)是因為微生物自身的酶(méi)須(xū)適應鏈的結(jié)構,在其分子支(zhī)鏈處裂解,其中*簡單的分子先被代謝。叔碳化合物有一對支鏈,這(zhè)就要把分子作多次(cì)的裂解。具體來(lái)說,結(jié)構簡單的有機物一般先降解,結構複雜的(de)一般後降解。
二、共代謝作用
共代謝的概念:有(yǒu)一類物質稱為外生物質或異生物質,是指一些天然(rán)條件下並不存在的由人工合成的化學物質,例如殺蟲劑(jì),殺菌劑和除草劑等(děng),其中許多有(yǒu)易被各種細菌或真菌降解,有些則需添加(jiā)一些有(yǒu)機物作(zuò)為初級能源後才能降解,這一現象稱為共代謝。
共代謝(xiè)過程不但提出了一種新的代謝現象 ,而且已被作為一種生化(huà)技術在芳香族(zú)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(le)鹵代苯和對氯(lǜ)甲苯的假單胞菌(jun1)的氧化產(chǎn)物 ,這有(yǒu)助於研究氧進入芳香環的機(jī)製。F ocht和Alexander等應用共代謝技術建立了 DDT的環斷裂機製。
Horvath 利用共代謝反應步驟少(shǎo)的優點 ,分別確定(dìng)了 2 ,3 ,6 — 三氯苯甲(jiǎ)酸降解過程(chéng)中所含的氧化、 脫氫(qīng)和脫鹵反應(yīng) ,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(yòng)厭氧反應器中(zhōng)存在(zài)共(gòng)代謝的原理(lǐ) ,通過(guò)添加初級基質來處理含氯酚的廢水(shuǐ) ,使氯酚這種有毒的(de) “難降解物質” 得(dé)到生物淨化。
現代的環境(jìng)汙染迫切需要人們更充分地利用微生物的降解活性 ,不幸的是有些化合物含有高度抗酶(méi)分解的結構元素或取代基。盡管環境微生物具有逐漸進化、 適(shì)應的功能 ,但酶催化途徑的自然進化需要(yào)多種基(jī)因成分的(de)改變 ,速度很慢 ,不能適應現代環境保護的要求。通過共(gòng)代謝等(děng)各種生物技術的應用(yòng) ,在搞清微生物降解(jiě)環境汙染物的能力(lì)和途徑的基礎(chǔ)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)代謝途徑 ,更有效地處理和降解(jiě)各種汙染物 ,更(gèng)好地保護環境。
三、影響微生物降解的環境(jìng)因素
生物降解是微(wēi)生物對物質特(tè)別是環境汙染(rǎn)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(shì)為分解作用的擴展和延伸。
從生(shēng)物降解的定義我們可以明(míng)白,微生物的生長對生物(wù)降解有著至關重要的作用。所以,我將從影響微生(shēng)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(tiáo)件、溫度、PH值、需氧量、有毒物質,土壤濕度、鹽(yán)度及吸附作用和沉積物汙染物被其他物質所吸附(fù)形成絡和物。
1、營養條件
營養物對微生物的作用是:提供(gòng)合成(chéng)細胞(bāo)物(wù)質時所需要的物(wù)質(zhì);作為產能(néng)反(fǎn)應的反應物,為細胞增長的生物合成反應(yīng)提供能源;充當產能(néng)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須(xū)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(fán)多,各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(tóng),可將微生物分為特定的種類。
根據所需碳的化學(xué)形式,微生物可分為(wéi):自養型和(hé)異養型;根據所需的能源(yuán),微生(shēng)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(tóng)的微生物和不同的生長規律。從微生物總體來說(shuō),生長溫度範圍是0~80℃。根據各類微(wēi)生物所適應的溫度範(fàn)圍,微生物可分為(wéi)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*適溫(wēn)度範圍內,若反應溫度升高,則(zé)反應速率增快,微生物增長速率也(yě)隨之增加,處理效果相(xiàng)應提高。
3、PH值
微生物(wù)的生(shēng)化反應是在酶(méi)的(de)催化作用下進行的,酶的基本成分(fèn)是蛋(dàn)白質(zhì),是具有離解基團的兩性電解質.PH值對微生物生張繁(fán)殖的影響體現在酶的(de)離解過程中,電(diàn)離形式不同,催化性質也就不同;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到酶的催化作用。一般認為PH值是影響酶的活性的*重要因素之一。
在生物降(jiàng)解過程中,一般細菌、真菌、藻(zǎo)類和原生動物的PH值適應(yīng)範圍在4~10之間。在生物降解中,保持微生物(wù)的*適pH範(fàn)圍是十分重要的。否則,將對微(wēi)生物的生長(zhǎng)繁殖產生不良影響,甚至會造成(chéng)微生物死亡,破壞生物降(jiàng)解的正常進行。
4、溶解(jiě)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(xìng)微生物。
好氧微生物在降解有機物的代謝(xiè)過程(chéng)中(zhōng)以分子氧作為受氫體(tǐ),如果分子氧不(bú)足,降解(jiě)過程就會因為沒(méi)有受氫體而不能進行,微生物的正常生長規律就會(huì)受到影響,甚至(zhì)被破壞。
而厭氧微生物對氧氣很敏(mǐn)感(gǎn),當有氧存在時,它(tā)們就無法(fǎ)生長。這是因(yīn)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將與氧結合形成H2O2,而厭氧微生(shēng)物缺乏分解(jiě)H2O2的(de)酸,從而形成H2O2積累,對微生物細胞產生毒害作用。所以使用(yòng)厭氧微生物降解時(shí)要注意隔絕空氣。
5、有毒物質
在被降解(jiě)物質(zhì)中有(yǒu)時存在(zài)著對微生物具有抑製和(hé)殺害作用的化學物(wù)質。有毒物質對微(wēi)生物的毒(dú)害作用,主要表(biǎo)現在使細菌細胞的正常結構遭到破壞以及(jí)使菌(jun1)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(shēn)、銅、鐵、鋅等);②有機物類(酚、甲醛甲醇、苯、氯苯等);③無機物類(硫化物、氰(qíng)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(wēi)生物則可(kě)以承受。
鹽度(嗜鹽菌和(hé)耐鹽菌,不同環境微生物的適應性(xìng))和吸附作用和沉積物汙染物被其他物質所吸附形成絡(luò)和物等因素也會影響降解。
綜上所述,有機(jī)物結(jié)構、共降解作用和影響微生物降解(jiě)的(de)環境因素(sù),是影響汙染物的(de)生物(wù)降(jiàng)解的主要因素。