影響有機(jī)物生物降解性能的因素

   直接或間接影響有機(jī)化合物生物降解性能的因素可以歸納為與基質(zhì)、生物體和環(huán)境相關(guān)的幾方面。

   (1)與基質(zhì)相關(guān)的因素1結(jié)構(gòu)決定其解、分的排列、的空間結(jié)構(gòu)及分子間的吸引、排斥等，進(jìn)而影響其生物降解性能。國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家學(xué)者了有機(jī)物化學(xué)結(jié)構(gòu)與其生物降解性能的關(guān)系。②種化性質(zhì)與生物降解性能的相關(guān)性已有報(bào)道。 Alexander認(rèn)為有機(jī)物的溶解度是影響其生物降解性能的一個(gè)較重要的因素，他種關(guān)系進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明難溶于水的化合物要比易溶于水的化合物降解性能差原因在于:a水中擴(kuò)散程較差，且很容易被吸附或誘捕到惰性上，使很難到達(dá)微生物細(xì)胞的反應(yīng)位置，從而妨礙酶發(fā)揮作用 :b.當(dāng)生物降解速度被解度控制時(shí)，反應(yīng)速率則下降;Thomas等研究了一些微溶的有機(jī)物質(zhì)的溶解速率與生物改解性的關(guān)系;Aichinger 等用呼吸法測(cè)定了苯二酸酯及幾種多環(huán)芳烴等微溶性有機(jī)物的生的降解特性，認(rèn)為溶解速率在確定很多微溶的化合物的生物降解速率時(shí)起著重要作用 ;Lyman報(bào)道了酯類(lèi)物質(zhì)的二級(jí)堿性水解速率常數(shù)與生物降解速率常數(shù)之間的相關(guān)性。另外，有機(jī)的憎水性( 或親水性)、吸附性等對(duì)其生物降解性能都有影響。基質(zhì)度過(guò)低，生物降解過(guò)可能受到限制，而高濃度則會(huì)對(duì)微生物的生理活動(dòng)產(chǎn)生抑制作用。合適的基質(zhì)濃度由基質(zhì)的種類(lèi)及菌種類(lèi)型所決定。間，反動(dòng)力學(xué)級(jí)數(shù)及度隨著其濃度的變化而有所改變。

     (2)與生物體相關(guān)的因素

    ①微生物種類(lèi)一種化合物欲被降解，必須存在可利用它的微生物種屬。一些簡(jiǎn)單的物質(zhì)，如葡萄糖，立即可被許多微生物所降解。而對(duì)于復(fù)雜的有機(jī)物，只有少數(shù)微生物種屬對(duì)其產(chǎn)生降解作用，代謝途徑復(fù)雜，而且有時(shí)需要多種微生物的多步聯(lián)合代謝。

    ②微生物數(shù)量化合物的降解除了需要有可利用它的微生物存在外，這些微生物還必須累積至一定數(shù)量，才能有效地對(duì)化合物進(jìn)行分解。

    ③微生物種屬間的相互作用在廢水處理及水體非土壤自?xún)暨^(guò)程中，降解有機(jī)物的微生物都是以混合菌種的形式存在，這些不同種屬的微生物相互影響、相互作用、協(xié)同代謝，共同完成對(duì)有機(jī)物的分解作用。

     (3)與環(huán)境相關(guān)的因素

     環(huán)境的變化可影響微生物代謝的活性。

  ①溫度據(jù)報(bào)道，微生物生長(zhǎng)的環(huán)境溫度范圍為-12~100℃，但大多數(shù)細(xì)菌的適宜生長(zhǎng)溫度在20~40℃范圍內(nèi)。生物降解速率在其所容忍的溫度范圍內(nèi)隨著溫度的升高而增加其關(guān)系一般可用 Arrhenius方程式來(lái)描述。廢水好氧生物處理約在20~30℃時(shí)效果最好

  ②同微生物存在不同的最適pH值范圍，微生物的氧化作用一般在pH=6~8之間最快。

  ③DO 不同種類(lèi)微生物對(duì)溶解氧有不同的要求。在好氧環(huán)境中，氧氣作為許多降解應(yīng)的最終電子受體，此時(shí)如溶解氧濃度不足，則會(huì)抑制降解速率。

     ④毒物質(zhì)周?chē)h(huán)境有有毒物質(zhì)存在時(shí)，會(huì)抑制微生物的活性，妨礙微生物對(duì)其他化合物的代謝。

充營(yíng)養(yǎng)誘發(fā)降解。

  ⑤限微物的代謝作用，此時(shí)需補(bǔ)綜上所述，影響有機(jī)物生物降解性能的因素有內(nèi)因、外因兩方面，內(nèi)因?yàn)榛衔锉旧淼幕瘜W(xué)組成和結(jié)構(gòu)，外因是指各種環(huán)境因素，包括物理?xiàng)l件(如溫度、化合物的可接近性等) ?；瘜W(xué)條件(如pH值非氧化還原電位、化合物濃度、其他化合物分子的協(xié)同或拮抗作用等) 生物條件(微生物種類(lèi)、數(shù)量以及種屬間的相互作用等)。

  那么，形成有機(jī)物難以生物降解的原因也有上述內(nèi)因和外因兩方面。有機(jī)物本身的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)是使其具有抗生物降解性的內(nèi)因。但是從環(huán)境因素(外因)來(lái)看，難降解性并不是化合物不可改變的固有特性，各種環(huán)境狀態(tài)的改變，可使本來(lái)難以降解的化合物可能變得易降解。因此，圍繞難降解有機(jī)物生物降解性能的研究主要集中在以下兩方面 :一方面是對(duì)各類(lèi)難降解有機(jī)物的生物降解性能進(jìn)行評(píng)價(jià)和分類(lèi)，研究有機(jī)物本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其他各種特性與生物降解性能的關(guān)系，揭示有機(jī)物生物降解過(guò)程的內(nèi)在規(guī)律及機(jī)理，另一方面是開(kāi)發(fā)能夠改善有機(jī)物生物降解性能的生物技術(shù)，如選擇適合的生物降解環(huán)境(厭氧酸化預(yù)處理技術(shù)等 )，選擇和馴化特異性菌種和適宜的生物酶。

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