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标题: 水体中耗氧有机物降解 [打印本页]

作者: 一览环保英才网 时间: 2016-4-19 12:50
标题: 水体中耗氧有机物降解

水体中耗氧有机物主要指动、植物残体和生活污水及某些工业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等易分解的有机物，它们在分解过程中要消耗水中的溶解氧，使水质恶化。
有机物在水体中的降解是通过化学氧化、光化学氧化和生物化学氧化来实现的。其中生物化学氧化作用具有最重要的意义。
一、有机物的生物化学分解
有机物生物化学分解基本反应可分为两大类。
1．水解反应：水解反应是指复杂的有机物分子在水解酶参与下加以水分子分解为较简单化合物的反应。其中一些反应可发生在细菌体外，如蔗糖本身包含葡萄糖和果糖两部分，在水解后即分为两个分子；另一类水解反应可在微生物细胞内进行，例如化合物的碳链双键在加水后转化为单键。
2．氧化反应：生物氧化作用主要有两类，脱氢作用和脱羧作用。
（1）脱氢作用：又可分两种。一种是从—CHOH—基团脱氢，例如乳酸形成丙酮酸的反应：
CH3CHOHCOO CH3COCOO+2H++2e
另一种是从—CH2CH2—基团脱氢，例如由琥珀酸脱氢形成延胡索酸的反应：
COOCH2CH2COO COOCH=CHCOO+2H++2e
（2）脱羧作用：这是生物氧化中产生CO2的主要过程，其反应是：

二、代表性耗氧有机物的生物降解
1．碳水化合物的降解：碳水化合物是由C、H、O组成的不含氮的有机物，一般以通式Cn（H2O）m表示。碳水化合物根据分子构造的特点通常分为三类：单糖、二糖、多糖。
细菌或其他微生物首先在细胞膜外通过水解使碳水化合物从多糖至少转化为二糖后，才能透入细胞膜内。例如，淀粉可由淀粉糖化酶参与水解成为乳糖，纤维素可由纤维素水解酶参与转化为纤维二糖等。其通式为：

在细胞外部或内部，二糖可以再水解而成为单糖。例如，乳糖、纤维二糖都可转化为葡萄糖：
C12H22O11+H2O→2C6H12O5
2．脂肪和油类的降解：脂肪和油类也是不含氮的有机物，是由脂肪酸和甘油生成的酯类物质，常温下为固体的是脂肪，多来自动物；液体状态的是油，多来自植物。这类物质比碳水化合物难于被生物降解，可能是由于不溶于水的原因而聚集成团，因缺少其它元素，使细菌不易生长和繁殖，如果有乳化剂将它们分散开，将有利于发生降解。
脂肪的降解也首先在细胞外发生水解，生成甘油和相应的各种脂肪酸，其通式为：

甘油进一步降解转化为丙酮酸，并在有氧条件下达到完全氧化，反应为：
C3H5（OH）3→CH3COCOOH+4H
在有氧条件下丙酮酸继续进入三羧酸循环，达到完全的氧化：
2CH3COCOOH+4H+6O2→6CO2+6H2O
在无氧条件下，就会进行发酵过程，生成各种有机酸，与碳水化合物相类似。
3．含氮有机物降解：含氮有机物是指除C、H、O外，还含有N、S、P等元素的有机化合物，其中包括蛋白质、氨基酸以及尿素、胺类、腈类、硝基化合物等。一般说来，含氮有机物的生物降解难于不含氮有机物，其产物污染性强。同时，它的降解产物与不含氮有机物的降解产物会发生相互作用，影响整个降解过程。

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