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微生物是如何降低水中的有机物的

发布时间:2023-05-24 12:00:01

① 污水中有机物通过生物降解产物为什么

1.耗氧污染物的微生物降解

耗氧污染物包括糖类、蛋白质、脂肪及其他有机物质(或其降解产物)。在细菌的作用下,耗氧有机物可以在细胞外分解成较简单的化合物。耗氧有机物质通过生物氧化以及其他的生物转化,变成更小、更简冲此单的分子的过程称为耗氧有机物质的生物降解。如果有机物质最终被降解成为二氧化碳、水等无机物质,就称有机物质被完全降解,否则称之为不彻底降解。

(1)糖类的微生物降解 糖类包括单糖、二糖、多糖。单糖如己糖(C6H12O6)——葡萄糖、果糖等和戊糖(C5H10O5)——木糖、阿拉伯糖等,二糖如蔗糖(C12H22O1l)、乳糖及麦芽糖,多糖如淀粉、纤维素[(C6H10O5)n]等。糖类是由C、H、O三种元素构成。

糖是生物活动的能量供应物质。细菌可以利用它作为能量的来源。糖类降解过程如下。

①多糖水解成单糖 多糖在生物酶的催化下,水解成二糖或单糖,而后才能被微生物摄取进入细胞内。其中的二糖在细胞内继续在生物酶的作用下降解成为单糖。降解产物中最重要的单糖是葡萄糖。

②单糖酵解生成丙酮酸 细胞内的单糖无论是有氧氧化还是无氧氧化,都可经过一系列酶促反应生成丙酮酸,这是糖类化合物降解的中心环节,又称糖降过程。其反应如下:

③丙酮酸的转化在有氧氧化的条件下了丙酮酸在乙酰辅酶A作用下转变为乳酸和乙酸等,最终氧化成二氧化碳和水:

在无氧氧化条件下丙酮酸往往不能氧化到底,只氧化成各种酸、醇、酮等,这一过程称为发酵。糖类发酵生成大量有机酸,使pH下降,从而抑制细菌的生命活动,属于酸性发酵,发酵具体产物决定于产酸菌种类和外界条件。

在无氧氧化条件下,丙酮酸通过酶促反应往往以其本身作受氢体而被还原为乳酸:

或以其转化的中间产物作受氢体,发生不完全氧化生成低级的有机酸、醇及二氧化碳等:

从能量角度来看,糖在有氧条件下分解所释放的能量大大超过无氧烂返条件下发酵分解所产生的能量。由此可见,氧对生物体有效地利用能源是十分重要的。

(2)脂肪和油类的微生物降解 脂肪和油类是由脂肪酸和甘油合成的醋,由C、H、O三种元素组成。脂肪多来自动物,常温下皇固态;而油多来自植物,常温下呈液态。脂肪和油类比糖类难降解,其降解途径如下。

①脂肪和油类水解成脂肪酸和甘油 脂肪和油类首先在细胞外经水解酶催化水解成脂肪酸和甘油:

②甘油和脂肪酸转化 甘油的降解与单糖降解类似,在有氧或无氧氧化条件下,均能被一系列的酶促反应转变成丙酮酸。丙酮酸经乙酰辅酶A的酶促反应,在有氧的条件终生成二氧化碳和水,而在无氧的条件下则转变为简单的有机酸、醇和二氧化碳等。

脂肪酸在有氧氧化条件下,经R-氧化途径(淡酸被氧化,使末端第二个碳键断裂)及乙酰辅酶A的酶促作用最后完全氧化成二氧散历迅化碳和水。在无氧的条件下,脂肪酸通过酶促反应,其中间产物不被完全氧化,形成低级的有机酸、醇和二氧化碳。

(3)蛋白质的微生物降解 蛋白质的主要组成元素是C、H、O和N,有些还含有S、P等元素。微生物降解蛋白质的途径如下。

①蛋白质水解成氨基酸 蛋白质相对分子质量很大,不能直接进入细胞内。所以,蛋白质由胞外水解酶催化水解成氨基酸,随后再进入细胞内部:

②氨基酸转化成脂肪酸 各种氨基酸在细胞内经酶的作用,通过不同的途径转化成相、应的脂肪酸,随后脂肪酸经前面所讲述的过程转化成二氧化碳和水:

总而言之,蛋白质通过微生物的作用,在有氧的条件下可彻底降解成为二氧化碳、水和氨,而在无氧氧化条件下通常是酸性发酵,生成简单有机酸、醇和二氧化碳等,降解不彻底。

在无氧氧化条件下,糖类、脂肪和蛋白质都可借助产酸菌的作用降解成简单的有机酸、醇等化合物。如果条件允许,这些有机化合物在产氢菌和产乙酸菌的作用下,可被转化成乙酸、甲酸、氢气和二氧化碳,进而经产甲烷菌的作用产生甲烷。复杂的有机物质这一降解过程,称为甲烷发酵或沼气发醉。一在甲烷发酵中一般以糖类的降解率和降解速率最高,其次是脂肪,最低的是蛋白质。

2.有毒有机物的生物转化与微生物降解

(1)石油的微生物降解 石油的微生物降解在消除烃环境污染方面,尤其是从水体和土壤中消除石油污染物方面具有重要的作用。

石油的微生物降解较难,且速率较慢,但比化学氧化作用快10倍左右。其基本规律—直链烃易于降解,支链烃稍难一些,芳烃更难,环烷烃的生物降解最困难。微生物降解石油污染物的化学过程以甲烷为例,反应如下:

碳原子数大于1的正烷烃,其最常见降解途径是:通过烷烃的末端氧化,或次末端氧化,或

② 怎样利用微生物处理废水

废水生物处理法

随着工业的发展,污水成分已愈来愈复杂。某些难降解的有机物质和有毒物质,需要运用微生物的方法进行处理,污水具备微生物生长和繁殖的条件,因而微生物能从污水中获取养分,同时降解和利用有害物质,从而使污水得到净化。废水生物处理是利用微生物的生命活动,对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用,从而使废水得到净化的一种处理方法。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显着优点而备受人们的青睐。

定义

利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法,亦称废水生物化学处理法,简称废水生化法。由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点,经过多年的探索和研究,生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展,采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头,根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。

特点

1、用生物方法去除有机物最经济;

2、90%废水处理工艺属于生物处理工艺;

3、水中氨氮用生物处理方法去除最有效;

4、绝大多数工业废水也是以生物处理方法为主

分类

生物化学法

生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明,生物化学法处理含Cr6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理,结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在铜质量浓度为246.8 mg/L的溶液,当pH为4.0时,去除率达99.12%。[2]

生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好,且生长快、易于实现工业化等特点。此外,微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。[2]

生物吸附法

生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点,已经被广泛应用。[2]

需氧生物处理法

利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法。生活污水中的典型有机物是碳水化合物、合成洗涤剂、脂肪、蛋白质及其分解产物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。这些有机物可按生物体系中所含元素量的多寡顺序表示为 COHNS。

生物体系中这些反应有赖于生物体系中的酶来加速。酶按其催化反应分为:氧化还原酶:在细胞内催化有机物的氧化还原反应,促进电子转移,使其与氧化合或脱氢。可分为氧化酶和还原酶。氧化酶可活化分子氧,作为受氢体而形成水或过氧化氢。还原酶包括各种脱氢酶,可活化基质上的氢,并由辅酶将氢传给被还原的物质,使基质氧化,受氢体还原。水解酶:对有机物的加水分解反应起催化作用。水解反应是在细胞外产生的最基本的反应,能将复杂的高分子有机物分解为小分子,使之易于透过细胞壁。如将蛋白质分解为氨基酸,将脂肪分解为脂肪酸和甘油,将复杂的多糖分解为单糖等。此外还有脱氨基、脱羧基、磷酸化和脱磷酸等酶。

许多酶只有在一些称为辅酶和活化剂的特殊物质存在时才能进行催化反应,钾、钙、镁、锌、钴、锰、氯化物、磷酸盐离子在许多种酶的催化反应中是不可缺少的辅酶或活化剂。

在需氧生物处理过程中,污水中的有机物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三个阶段:第一阶段,大的有机物分子降解为构成单元──单糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。在第二阶段中,第一阶段的产物部分地被氧化为下列物质中的一种或几种:二氧化碳、水、乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸(或称 α-氧化戊二酸)或草醋酸(又称草酰乙酸)。第三阶段(即三羧酸循环,是有机物氧化的最终阶段)是乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸和草醋酸被氧化为二氧化碳和水。有机物在氧化降解的各个阶段,都释放出一定的能量。

在有机物降解的同时,还发生微生物原生质的合成反应。在第一阶段中由被作用物分解成的构成单元可以合成碳水化合物、蛋白质和脂肪,再进一步合成细胞原生质。合成能量是微生物在有机物的氧化过程中获得的。

厌氧生物处理法

主要用于处理污水中的沉淀污泥,因而又称污泥消化,也用于处理高浓度的有机废水。这种方法是在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解,最后产生甲烷和二氧化碳等气体,这些气体是有经济价值的能源。中国大量建设的沼气池就是具体应用这种方法的典型实例。消化后的污泥比原生污泥容易脱水,所含致病菌大大减少,臭味显着减弱,肥分变成速效的,体积缩小,易于处置。城市污水沉淀污泥和高浓度有机废水的完全厌氧消化过程可分为三个阶段(见图)。在第一阶段,污泥中的固态有机化合物借助于从厌氧菌分泌出的细胞外水解酶得到溶解,并通过细胞壁进入细胞中进行代谢的生化反应。在水解酶的催化下,将复杂的多糖类水解为单糖类,将蛋白质水解为缩氨酸和氨基酸,并将脂肪水解为甘油和脂肪酸。第二阶段是在产酸菌的作用下将第一阶段的产物进一步降解为比较简单的挥发性有机酸等,如乙酸、丙酸、丁酸等挥发性有机酸,以及醇类、醛类等;同时生成二氧化碳和新的微生物细胞。

反应原理

第一、二阶段又称为液化过程。第三阶段是在甲烷菌的作用下将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳,因此又称为气化过程,其反应可用下式表示:

一些有机酸或醇的气化过程举例如下:

乙酸:

CH3COOH─→CO2+CH4

丙酸:

4CH3CH2COOH+2H2O─→5CO2+7CH4

甲醇:

4CH3OH─→CO2+3CH4+2H2O

乙醇:

2CH3CH2OH+CO2─→2CH3COOH+CH4

为了使厌氧消化过程正常进行,必须将温度、pH值、氧化还原电势等保持在一定的范围内,以维持甲烷菌的正常活动,保证及时地和完全地将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷。

生物化学反应的速度直接受温度的影响。进行厌氧消化的微生物有两类:中温消化菌和高温消化菌。前者的适应温度范围为17~43℃,最佳温度为32~35℃;后者则在50~55℃具有最佳反应速度。

近年来,厌氧消化处理法发展到应用于处理高浓度有机废水,如屠宰场废水、肉类加工废水、制糖工业废水、酒精工业废水、罐头工业废水、亚硫酸盐制浆废水等,比采用需氧生物处理法节省费用。

利用生物法处理废水的具体方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、土地处理系统和污泥消化等

③ 如何降解水中有机污染物

前采用的处理方法主要有:

1、氧化吸附法:

高浓度废水稀释后用煤粉进行初步混凝、吸附处理,然后用Fenton试剂催化氧化和酸性凝聚,再用煤粉混凝、吸附。

2、焚烧法:

焚烧法适用于处理高浓度有机废水。预处理后的废水经加压、过滤、计量后送至炉拱上方,由高压空气雾化专用喷嘴喷入炉膛蒸发焚烧。该法在保证锅炉安全运行的条件下,能对高浓度有机废水彻底处理,其优点是初投资省、运行费用低。

3、吸附法:

吸附法是用具有很强吸附能力的固体吸附剂,使废水中的一种或数种组分富集于固体表面的方法。常用的吸附剂有活性炭和树脂,活性炭再生和洗脱袭镇困难;树脂吸附具有适用范围广,不受废水中无机盐的影响,吸附效果好,洗脱和再生容易,性能稳定等优点。

4、SBR处理:

SBR污水处理工艺是现代活性污泥法的一种类型,它是在一个设有曝气及搅拌装置的反应器内族仔,按照预定的程序,进行充水、生化反应、沉淀、排水、闲置等过程的操作。这种方法是利用微生物降解有机物,但大部分高浓度的工业有机废水可生化性很差,兆禅汪所以该方法在高浓度工业有机废水处理方面应用前景有限。

(3)微生物是如何降低水中的有机物的扩展阅读:

生化法降解原理:

有机污染物首先通过物理沉降,形成沉淀。然后会被水中的细菌等微生物分解,分解为无机物,也就是一些矿质元素,这些物质又会被水中的藻类等自养型生物所利用。

具体过程是靠微生物的代谢功能、醛等,转化成简单的有机物,例如有机酸,首先由产酸菌等细菌将复杂的大分子有机物进行水解,使有机底物得到降解、醇,产生甲烷和二氧化碳等,或者有机物被水解成无机物;然后产甲烷菌将这些有机物作为营养物质,进行厌氧发酵反应。

④ 在好氧条件下,废水中有机物的去除主要是由哪几个生物过程完成的

主要靠微生物分解进行处理. 污水中的有机物可以通过厌氧生物处理+好氧生物处理很好的去除.
厌氧生物处理就是在厌氧条件下微生物降解废水中的有机物; 好氧生物处理就是在有氧条件下微生物降解废水中的有机物. 厌氧生物处理处理大分子量的有机物. 主要是将大分子量的有机物分
解成较小分子量的有机物并将其中一部分的有机物转化成甲烷等可利用的能源. 好氧生物处理处理经厌氧生物处理后的废水中分子量较小的有机物并将其分解成无机物, 分解的无机物在二沉池加入一定量的混凝剂和/或絮凝剂将其沉降与水分离从而达到废水净化的目的
厌氧处理是利用厌氧菌的作用,去除废水中的有机物,通常需要时间较长。厌氧过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。
水解酸化的产物主要是小分子有机物,使废水中溶解性有机物显着提高,而微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子物质才可直接进入细胞内,而不溶性大分子物质首先要通过胞外酶的分解才得以进入微生物体内代谢。例如天然胶联剂(主要为淀粉类),首先被转化为多糖,再水解为单糖。局消搜纤维素被纤维素酶水解成桐历纤维二糖与葡萄糖。半纤维素被聚木糖酶等水解成低聚糖和单糖。
水解过程较缓慢,同时受多种因素的影响,是厌氧降解的限速阶段。在酸化这一阶段,上述第一阶段形成的小分子化合物在发酵细菌即酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细菌体外,主要包括挥发性有机酸(VFA)、乳醇、醇类等,接着进一步转化为乙酸、氢气、碳酸等。酸化过程是由大量发酵细菌和产乙酸菌完成的,他们绝大多数是严桥裂格厌氧菌,可分解糖、氨基酸和有机酸。
好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸,进一步把有机物分解成无机物。去除污染物的功能。运行好是要控制好含氧量及微生物的其他各需条件的最佳,这样才能是微生物具有最大效益的进行有氧呼吸 厌氧生物处理主

⑤ 有机物在水中的主要降解作用是

有机物在水中的主要降解作用是生物化学氧化。在水中微生物的氧化分解晌誉闷作用下分解为无机物而使污染物浓度降低,消耗水体中的氧气。会导致水中的溶氧量减少。有机物在水中降解的时候发生氧化还原反应会耗掉水中的氧气,所以就导致了减少。水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无宴弯机化或气体化时所消耗水。

⑥ 微生物怎样分解有机物

土壤内含有松散的颗粒、各种有机物、水以及溶于水的各种无机物和空气,有利于微生物的生存,因此是微生物适宜生长和繁殖的基地.土壤微生物主要聚集在表土层中,它们多以微菌落的形式分布在土壤颗粒和有机物表面及植物根际.土壤中存在许多不同功能的微生物类群.
例如,好氧性微生物多生活于土壤表层,并能适应较高浓度的有机养料;而在土壤底层则有较多的好氧、厌氧和兼性厌氧微生物.土壤细菌以异养型为主,这些细菌在1 g土中的总菌数一般可达10的6次方~10的9次方个,生物量超过全部土壤微生物总量的1/4.所以,细菌是土壤微生物中数量最大、功能最多样的类群.真菌主要分布在土壤表面的枯枝落叶层和表土层中,在土壤形成和肥力提高过程中起重要作用.
微生物通过分泌细胞外酶,把底物分解为简单的分子,然后再吸收.细菌通过细胞表面吸收营养物质.真菌可以长出菌丝,穿入难以处理的待分解资源.甚至用一般的酶难以分解的纤维素,真菌菌丝体也能分开其弱的氢键.大多数真菌具有分解木质素和纤维素的酶,它们能分解植物性有机物;而细菌中只有少数具有此能力,但在缺氧和一些极端环境中只有细菌起分解作用.所以细菌和真菌在一起,就能利用自然界绝大多数有机物和许多人工合成的有机物.,2,

⑦ 微生物是怎样净化污水的

目前,废水处理有物理方法、化学方法和生物方法,而用微生物处理废水的生物方法以效率高、成本低受到了广泛关注。

能除掉毒物的微生物主要是细菌、霉菌、酵母菌和一些原生动物。它们能把水中的有机物变成简单的无机物,通过生长繁殖活动使污水净化。

有种芽孢杆菌能把酚类物质转变成醋酸吸收利用,除酚率可以达到99%;一种耐汞菌通过人工培养可将废水中的汞吸收到菌体中,改变条件后,菌体又将汞释放到空气中,用活性炭就可以回收。

有的微生物能把稳定有毒的DDT转变成溶解于水的物质而解除毒性。

每年在运输中有150万吨的原油流入世界水域使海洋污染,清除这些油类,真菌比细菌能力更强。在去毒净化中,不同的微生物各有“高招”!枯草杆菌、马铃薯杆菌能清除体内酷胺;溶胶假单孢杆菌可以氧化剧毒的氰化物;红色酵母菌和蛇皮癣菌对聚氯联苯有分解能力。

用微生物处理废水常用生物膜法。所有的污水处理装置都有固定的滤料介质如碎石、煤渣及塑料等,在滤料介质的表面覆盖着一层由各类微生物组成的黏状物称为生物膜。

生物膜主要是由细菌菌胶团和大量真菌菌丝组成,在表面还栖息着很多原生动物。当污水通过滤料表面时,生物膜大量地吸附水中各种有机物,同时膜上的微生物群利用溶解氧将有机物分解,产生可溶性无机物随水流走,产生的二氧化碳和氢气等释放到大气中,使污水得到净化。

⑧ 在水产养殖中,微生物制剂是如何应用的呢

微生物制剂在水产养殖上的应用:

1、微生物制剂的净水作用

净水作用:光合细菌和芽孢杆菌可以降解水体中的有机污染物如死虾、腐烂水草等,消除水中过多的有机物质,从而提高水体的透明度,达到净化水质的目的。

2、维持水体中微生物种群的稳定

微生物制剂能修复生态系统,增加微生物种类的多样性,维持水体中微生物组成的稳定,从而增强水体稳定性。

7、降低水体中有害物质的含量

微生物制剂中的有些微生物以无机营养盐为食,水体中的氨氮,亚硝酸,硫化氢等物质可以成为微生物的食物,比如硝化细菌可以将亚硝酸盐转化为硝酸盐,硝酸盐可以被植物吸收利用。

⑨ 水体中有机污染物生物降解的代谢模式和影响因素为何

六、生物降解作用
生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之一.水环境中化合物的生物降解依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物.当微生物代谢时,一些有机污染物作为食物源提供能量和提供细胞生长所需的碳;另一些有机物,不能作为微生物的唯一碳源和能源,必须由另外的化合物提供.因此,有机物生物降解存在两种代谢模式:生长代谢(Growth metabolism)和共代谢(Cometabolism).这两种代谢特征和降解速率极不相同,下面分别进行讨论.
1.生长代谢
许多有毒物质可以像天然有机化合物那样作为微生物的生长基质.只要用这些有毒物质作为微生物培养的唯一碳源便可鉴定是否属生长代谢.在生长代谢过程中微生物可对有毒物质进行较彻底的降解或矿化,因而是解毒生长基质去毒效应和相当快的生长基质代谢意味着与那些不能用这种方法降解的化合物相比,对环境威胁小.
一个化合物在开始使用之前,必须使微生物群落适应这种化学物质,在野外和室内试验表明,一般需要2—50天键祥的滞后期,一旦微生物群体适应了它,生长基质的降解是相当快的.由于生长基质和生长浓度均随时间而变化,因而其动力学表达式相当复杂.Monod方程是用来描述当化合物作为唯一碳源时,化合物的降解速率:
式中:c——污染物浓度;
B——细菌浓度;
Y——消耗一个单位碳所产生的生物量;
μmax——最大的比生长速率;
Ks——半饱和常数,即在最大比生长速率μmax一半时的基质浓度.
Monod方程式在实验中已成功地应用于唯一碳源的基质转化速率,而不论细菌菌株是单一种还是天然的混合的种群.Paris等用不同来源的菌株,以马拉硫磷作唯一碳源进行生物降解(如图3—34所示).分析菌株生长的情况和马拉硫磷的转化速率,可以得到Monod方程中的各种参数:μmax =0.37h-1,Ks=2.17μmol/L(0.716mg/L),Y=4.1×1010cell/μmol(1.2 ×1011cell/mg)
Monod方程是非线性的,但是在污染物浓度很低时,即Ks>>c,则式可简化为:
-dc/dt=Kb2·B·c’
式中:Kb2——二级生物降解速率常数.
Paris等在实验室内用不同浓度(0.0273—0.33μmol/L)的马拉硫磷进行试验测得速率常数为(2.6±0.7) ×10-12L/(cell·h),而与按上述参数值计算出的μmax/(Y·Ks)值4.16×10-12L/(cell·h)相差一倍,说明可以在浓度很低的情况下建立简化的动力学表达式(3—156).
但是,如果将此式用于广泛的生态系统,理论上是说不通的.在实际环境中并非被研究的化合物是微生物唯一碳源.一个天然微生物群落总是从大弊樱量各式各样的有机碎屑物质中获取能量并降解它们.即使当合成的化合物与天然基质的性质相近,连同合成化合物在内是作为一个整体被微生租亮丛物降解.再者,当微生物量保持不变的情况下使化合物降解,那么Y的概念就失去意义.通常应用简单的一级动力学方程表示:
式中:Kb—一级生物降解速率常数.
2.共代谢
某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源,必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时,该有机物才能被降解,这种现象称为共代谢.它在那些难降解的化合物代谢过程中起着重要作用,展示了通过几种微生物的一系列共代谢作用,可使某些特殊有机污染物彻底降解的可能性.微生物共代谢的动力学明显不同于生长代谢的动力学,共代谢没有滞后期,降解速度一般比完全驯化的生长代谢慢.共代谢并不提供微生物体任何能量,不影响种群多少.然而,共代谢速率直接与微生物种群的多少成正比,Paris等描述了微生物催化水解反应的二级速率定律:天猫美国普卫欣提示:雾霾天气出行记得做好防护。
由于微生物种群不依赖于共代谢速率,因而生物降解速率常数可以用Kb=Kb2·B表示,从而使其简化为一级动力学方程.
用上述的二级生物降解的速率常数文献值时,需要估计细菌种群的多少,不同技术的细菌计数可能使结果发生高达几个数量级的变化,因此根据用于计算Kb2的同一方法来估计B值是重要的.
总之,影响生物降解的主要因素是有机化合物本身的化学结构和微生物的种类.此外,一些环境因素如温度、pH、反应体系的溶解氧等也能影响生物降解有机物的速率.

⑩ 举例说明有机污染物在水中生物降解的一般规律。

有机污染物首先通过物理沉降,形成沉淀。然后会被水中的细菌等微生物分解,分解为无机物,也就是一些矿质元素,这些物雀薯质又会被水中的藻类等自养型生物罩帆所利用。这样有机物就被顷闷者生物所降解了。

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