微生物在水体自净中的作用分析研究 环境工程专业VIP免费

微生物在水体自净中的作用分析研究环境工程专业摘要：本文对水体自净的过程作了介绍，指出了从有机污染物进入水体后所经历的一系列微生物参与其中的变化；通过对自净前有机污染物的来源追踪到转化过程中微生物的利用情况最终揭示微生物在转化中所起的关键作用，并着重对碳、氮源污染物中微生物的转化进行了专业分析；自净后所余留的磷、氮等元素又恰是造成富营养化的元凶，微生物在富营养化防治上到底还起到什么作用呢？关键词：水体自净好氧分解厌氧分解碳源污染物氮源污染物富营养化脱氮除磷1．水体自净及其净化过程江、河、湖、海在接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的和水生物（微生物、动物、植物）等因素的综合作用得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态，叫作水体自净[1]。1.1水体自净的大致过程：1.1.1有机污染物排入水体后被水体稀释，有机和无机固体物沉降至河底。1.1.2水体中好氧细菌利用溶解氧把有机物分解为简单的有机物和无机物，并用以组成自身有机体，水中溶解氧急速下降至零，此时鱼类绝迹，原生动物、轮虫、浮游甲壳动物死亡，厌氧细菌大量繁殖，对有机物进行厌氧分解。有机物经细菌完全无机化后，产物为二氧化碳、水、磷酸根、氨和硫化氢。氨和硫化氢继续在硝化细菌和硫化菌作用下生成硝酸根和硫酸根。1.1.3水体中溶解氧在异氧菌分解有机物时被消耗，大气中的氧刚溶于水就迅速被消耗掉，尽管水中藻类在白天进行光合作用放出氧气，但复氧速度仍小于耗氧速度，氧垂曲线下降。在最缺氧点，有机物的耗氧速度等于河流的复氧速度。再往下流的有机物渐少，复氧速度大于耗氧速度，氧垂曲线上升。如果河流不再被有机物污染，河流中溶解氧恢复到原有浓度，甚至达到饱和。1.1.4随着水体的自净，有机物缺乏和其他原因（例如阳光照射、温度、pH变化、毒物及生物的拮抗作用等）使细菌死亡。1.2水体净化中的好氧分解与厌氧分解：简单来说有机污染物的生物净化机理的本质就是将微生物转化为无机物，主要依靠的是好氧分解与厌氧分解。分别适用了好氧有机物呼吸和厌氧无机盐呼吸的原理。而水体自净的天然过程中厌氧分解(开始)到好氧分解(后续)[2]。详细情况见下表：好氧分解厌氧分解C→CO2+碳酸盐和重碳酸盐C→RCOOH(有机酸)→CH4+CO2N→NH3→HNO2→HNO3N→RCHNH2COOH→NH3(臭味)+有机酸(臭味)S→H2SO4S→H2S(臭味)P→H3PO4P→磷酸根2．各类有机污染物的来源：2.1碳源污染物的转化包括了糖类，蛋白质，脂类，石油和人工合成的有机化合物等[3]。2.1.1糖类污染物特别难溶的多糖，且当一些难溶解的多糖数量较大时才会使自净时间大大增加，从而对环境造成污染。而这类多糖主要是纤维素、半纤维素、果胶质、木质素、淀粉。2.1.1.1.纤维素的转化：β葡萄糖高聚物，每个纤维素分子含1400~10000个葡萄糖基(β1-4糖苷键)，来源于棉纺印染废水，造纸废水，人造纤维废水及城市垃圾等，其中均含有大量纤维素。2.1.1.2半纤维素的转化：存在于植物细胞壁的杂多糖，来源于造纸废水和人造纤维废水中含半纤维素。2.1.1.3木质素的转化：存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁中，由松柏醇，香豆醇和芥子醇聚合而成的高度分枝多聚物。2.1.2油脂的转化：来源于毛纺、毛条厂废水、油脂厂废水、肉联厂废水、制革厂废水含有大量油脂。2.1.3石油的转化：石油是含有烷烃，环烷烃，芳香烃及少量非烃化合物的复杂混合物，石油污染主要出现在采油区和石油运输事故现场以及石化行业的工业废水中。石油成分的生物降解性与分子结构有关：A.链长度中链(C10~C24)>长链(C24以上)>短链B.链结构分直链和支链、不饱和及饱和、烷烃和芳烃。2.1.4人工合成的难降解有机化合物的生物降解法：对于自然生态环境系统，如果一种化合物滞留可达几个月或几年之久，或在人工生物处理系统，几小时或几天之内还未能被分解或消除即为难降解物。人合成的难降解有机化合物种类：稳定剂，活性剂，人工合成的聚合物，杀虫剂，除草剂以及各种工艺流程中的废品等。2.2氮源有机污染物的转化包括了蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、腈化物、硝基化合物等[4]。2.2.1蛋白质的转化：水中来源于生活污水、屠宰废水、罐头食品加工废水、制革...