（环境工程专业论文）几种典型加脂剂的生物降解性研究.pdf

s t u d yo nt h eb i o d eg r a d a b i l i t y o fs o m ek i n d so ft y p i c a l f a t - l i q u o r ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt o s h a a n x iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n tf o rt h e d e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g b yr e ny o n g o i a n g 一。o 。1 _ r 1 r - d i s s e r t a t i o ns u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rw a n g x u e c h u a n m a y ，2 0 10 几种典型加脂剂的生物降解性研究 摘要 综述了制革工业的环境污染现状，有机化合物生物降解性评价 方法，较详细的阐述了表面活性剂生物降解性研究进展，提出加脂 剂生物降解性研究的必要性。根据德美亭江精细化工有限公司方面 的意愿以及选取不同类别加脂剂进行生物降解为原则，选取该公司 生产的几种应用广泛的典型加脂剂为研究对象，对其生物降解性进 行了较系统的研究。 氧化亚硫酸化菜油加脂剂作为基质，采用c o d ，o 法、呼吸曲线 法和b o d 5 c o d c ，法对其生物降解性进行了研究，由c o d 3 0 法得到 p h 为中性，不外加n a c i 、污泥浓度为10 0 0 m g l 情况下，2 5 0 m g l 、 5 0 0 m g l 氧化亚硫酸化菜油加脂剂最终降解率分别达到9 1 ，9 0 5 。 由呼吸曲线法得到基质浓度、p h 、污泥浓度、盐度对氧化亚硫酸化 菜油生物降解性均有明显影响。经试验筛选，5 0 0 m g l 氧化亚硫酸化 菜油加脂剂在p h 为7 ，污泥浓度1 5 0 0 m g l ，不额外增加n a c l 的情 况下，基质培养液的b o d 5 最大，基质培养液的b o d 5 为3 2 0 m g l 。 由b o d 5 c o d c ，法得到，当基质浓度为2 5 0 m g l ，5 0 0 m g l ，基质可 采用生化法得到较完全降解。 d t - f 6 0 6 加脂剂作为基质，采用c o d 3 0 法、呼吸曲线法和 b o d 5 c o d c ，法对其生物降解性进行了研究，由c o d 3 0 得到当基质浓 度分别为5 0 0 m g l 、1 0 0 0 m g l ，不外加n a c i ，未驯化活性污泥浓度 为10 0 0 m g l 和p h 为7 的条件下，基质最终降解率分别达9 0 5 ， 91 。由呼吸曲线法得到试验条件下，污泥浓度、盐度、p h 对基质 生物降解性均有明显影响，经试验筛选，5 0 0m g l 基质培养液在污 泥浓度2 0 0 0 m g l ，盐度0 - - - l ，p h 为10 条件下，基质b o d 5 最大， 微生物对基质的降解速率最快。由b o d 5 c o d c ，法得到当污泥浓度为 1 0 0 0m g l ，p h 为7 0 ，不外加n a c i 条件下，1 2 5 m g l ，2 5 0 m g l ， 5 0 0 m g l 基质均可采用生物降解法得到较完全降解。 d t - f 6 0 9 加脂剂作为基质，采用c o d 3 0 法、呼吸曲线法和 b o d 5 c o d c ，法对其生物降解性进行了研究，由c o d 3 0 法得到当污泥 浓度为1 0 0 0 m g l ，p h 为7 2 ，不外加n a c i 的条件下，7 5 0 m g l 、 l0 0 0 m g l d t - f 6 0 9 加脂剂最终生物降解率分别为9 5 2 、9 6 5 。由 呼吸曲线法得到p h 、盐度、污泥浓度对d t - f 6 0 9 加脂剂的生物降解 均有明显影响，经过试验筛选，10 0 0m g ld t - f 6 0 9 加脂剂在p h 为 l1 ，盐度为0 5 ，污泥浓度为1 5 0 0 m g l - - 2 0 0 0 m g l 条件下，基质 的b o d 5 最大，微生物对基质的降解速率较大。由b o d 5 c o d c ，得到 当污泥浓度为1 0 0 0 m g l ，p h 为7 2 ，不外加n a c l 条件下，1 2 5m g l ， 2 5 0m g l 基质可采用生物降解法得到较完全降解。 l 3 作为微生物基质，采用采用c o d 3 0 法、呼吸曲线法和 b o d 5 c o d c ，法对其生物降解性进行了研究。由c o d 3 0 法得到当污泥 浓度为1 0 0 0 m g l ，p h 为7 ，不外加n a c l 条件下，7 5 0 m g l 和1 0 0 0 m g l 基质的最终生物降解率分别达到9 0 ，9 3 2 。由呼吸曲线法得到p h 、 接种量、盐度对基质的生物降解性有明显影响，经试验筛选， 1 0 0 0 m g l 基质的在p h 为1 0 ，污泥浓度为1 0 0 0 m g l ，盐度为o 6 的条件下，基质的b o d 5 最大，微生物对基质的降解速率最大。由 b o d 5 c o d c ，法得到当污泥浓度为1 0 0 0 m g l ，p h 为7 ，不外加n a c l 条件下，试验所取的不同浓度基质( 12 5 m g l ，2 5 0 m g l ，5 0 0 m g l ， 7 5 0 m g la n d10 0 0 m g l ) 均可得到较完全的生物降解。 氧化亚硫酸化菜油加脂剂和l 3 加脂剂均由天然油脂经氧化亚 硫酸化改性而得。氧化亚硫酸化菜油加脂剂其主要的天然成分表明 其与生态环境较好的适应性。l 3 加脂剂作为一种具有2 0 多年生产 历史的名牌产品，其多样的天然成分和合成组分为微生物生长代谢 和共代谢提供了有利得营养环境，经试验证实，其具有很好的生物 降解性。d t - f 6 0 6 加脂剂和d t - f 6 0 9 加脂剂均属合成加脂剂。d t - f 6 0 6 加脂剂主要的天然成分表明其与生态环境较好的适应性。d t - f 6 0 9 加脂剂是脂肪醇和氯化烷基的乳化物。试验表明，微生物通过共代 谢作用很好的降解了氯化烷基。 关键字：氧化亚硫酸化菜油加脂剂，d t - f 6 0 6 加脂剂，d t - f 6 0 9 加脂 剂，l 3 加脂剂，c o d 3 0 法，呼吸曲线法 s t u d yo nt h eb i o d eg r a d a b i l i t y o fs o m ek i n d so ft y p i c a l f a t - l i q u o r a b s t r a c t t h ee n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na c t u a l i t yo fl e a t h e ri n d u s t r yw a s s u m m a r i z e d t h ee v a l u a t i o nm e t h o d so ft h eb i o d e g r a d a b i l i t yo fo r g a n i c c o m p o u n d sw e r e a l s oi n t r o d u c e d t h er e s e a r c h p r o g r e s s o ft h e b i o d e g r a d a b i l i t y o fs u r f a c t a n t sw a sd e s c r i b e di nd e t a i l s i tw a s n e c e s s a r yt os t u d yt h eb i o d e g r a d a b 订i t yo fl e a t h e rf a t - l i q u o r a c c o r d i n g t ot h ep r i n c i p l e so ft h ew i l lo ft i n g j i a n gf i n ec h e m i c a lc o ，l t d a n d c h o o s i n gd i f f e r e n tk i n d so ff a t 1 i q u o ra st h er e s e a r c ho b je c t s ，w ec h o s e s o m ek i n d so fp o p u l a ra n dt y p i c a ll e a t h e rf a t - l i q u o r sw h i c hw e r e p r o d u c e db yt i n 西i a n gf i n ec h e m i c a lc o ，l t d a st h er e s e a r c ho b j e c t s t h eb i o d e g r a d a b i l i t yo ft h e s eo b j e c t sw a ss t u d i e ds y s t e m a t i c a l l y t h em e t h o d so fc o d 3 0 ，r e s p i r a t o r yc u r v ea n db o d f l c o d c rw e r e a d o p t e dt oe v a l u a t et h eb i o d e g r a d a b i l i t yo fo x i d i z e da n ds u l f i t i n g r a p e s e e d o i l f a t 1 i q u o r w h i c hw a su s e da st h es u b s t r a t eo f m i c r o o r g a n i s m t h em a i nr e s u l to b t a i n e db yt h em e t h o do fc o d 3 0w a s a sf o l l o w w h e nt h ep hw a s7 0 ，t h ed o s i n gq u a n t i t yo fs o d i u mc h l o r i d e w a s0a n dt h es l u d g ec o n c e n t r a t i o nw a s10 0 0 m g l t h eu l t i m a t e b i o d e g r a d a t i o nr a t e so f2 5 0 m g la n d5 0 0 m g ls u b s t r a t ew e r e91 a n d 9 0 5 r e s p e c t i v e l y t h em a i nr e s u l t s o b t a i n e db yt h em e t h o do f r e s p i r a t o r y c u r v ew e r ea sf o l l o w s t h ee f f e c t so f p h ，s l u d g e c o n c e n t r a t i o n s u b s t r a t ec o n c e n t r a t i o na n d s a l i n i t y o nt h e b i o d e g r a d a b i l i t yo ft h es u b s t r a t ew e r eo b v i o u s w h e np hw a s7 0 ， s l u d g ec o n c e n t r a t i o nw a s15 0 0 m g la n dt h ed o s i n gq u a n t i t yo fs o d i u m c h l o r i d ew a s0 ，t h eb o d 5o f5 0 0 m g ls u b s t r a t ew a s32 0 m g l t h em a i n r e s u l to b t a i n e db yt h em e t h o do fb o d s c o d c rw a sa sf o l l o w w h e np h w a s7 0 ，s l u d g ec o n c e n t r a t i o nw a s10 0 0 m g la n dt h ed o s i n gq u a n t i t yo f s o d i u mc h l o r i d ew a s0 ，2 50 m g la n d50 0 m g ls u b s t r a t ec o u l db e i h b i o d e g r a d e de f f e c t i v e l y t h em e t h o d so fc o d 3 0 ，r e s p i r a t o r yc u r v ea n db o d 5 c o d e rw e r e a d o p t e dt oe v a l u a t et h eb i o d e g r a d a b i l i t yo fd t - f 6 0 6f a t 1 i q u o rw h i c h w a su s e da st h es u b s t r a t eo fm i c r o o r g a n i s m t h em a i nr e s u l to b t a i n e d b yt h em e t h o do fc o d 3 0w a sa sf o l l o w w h e nt h ed o s i n gq u a n t i t yo f s o d i u mc h l o r i d ew a s0 ，s l u d g ec o n c e n t r a t i o nw a s10 0 0 m g la n dp h w a s7 ，t h eu l t i m a t eb i o d e g r a d a t i o nr a t e so f5 0 0 m g la n dl0 0 0 m g l w e r e9 0 5 a n d9l t h em a i nr e s u l t so b t a i n e db yt h em e t h o do f r e s p i r a t o r yc u r v ew e r ea sf o l l o w s t h ee f f e c to fs l u d g ec o n c e n t r a t i o n s a l i n i t ya n dp ho nt h eb i o d e g r a d a b i l i t yo ft h es u b s t r a t ew a so b v i o u s w h e nt h es l u d g ec o n c e n t r a t i o nw a s2 0 0 0 m g l ，t h ed o s i n gq u a n t i t yo f s o d i u mc h l o r i d ew a so 1 a n dp hw a s10 ，t h eb o d so f5 0 0 m g l s u b s t r a t ew a st h em a x i m u m t h em a i nr e s u l to b t a i n e db yt h em e t h o do f b o d s c o d c rw a sa sf o l l o w w h e nt h es l u d g ec o n c e n t r a t i o nw a s 10 0 0 m g l ，p hw a s7 0a n dt h ed o s i n gq u a n t i t yo fs o d i u mc h l o r i d ew a s o ， 12 5 m g l ，2 5 0 m g l ，5 0 0 m g ls u b s t r a t ec o u l db eb i o d e g r a d e d e f f e c t i v e l y t h em e t h o d so fc o d 3 0 ，r e s p i r a t o r yc u r v ea n db o d s c o d c rw e r e a d o p t e dt oe v a l u a t et h eb i o d e g r a d a b i l i t yo fd t - f 6 0 9f a t 1 i q u o rw h i c h w a su s e da st h es u b s t r a t eo fm i c r o o r g a n i s m t h em a i nr e s u l to b t a i n e d b yt h em e t h o do fc o d 3 0w a sa sf o l l o w w h e nt h es l u d g ec o n c e n t r a t i o n w a s10 0 0 m g l ，p hw a s7 2a n dt h ed o s i n gq u a n t i t yo fs o d i u mc h l o r i d e w a s0 ，t h eu l t i m a t eb i o d e g r a d a t i o nr a t e so f7 50 m g la n d10 0 0 m g l d t - f 6 0 9w e r e9 5 2 a n d9 6 5 r e s p e c t i v e l y t h em a i nr e s u l t so b t a i n e d b yt h em e t h o do fr e s p i r a t o r yc u r v ew e r ea sf o l l o w s t h ee f f e c to fp h ， s a l i n i t y a n ds l u d g ec o n c e n t r a t i o no nt h eb i o d e g r a d a b i l i t yo ft h e s u b s t r a t ew a so b v i o u s w h e np hw a s1 1 ，t h ed o s i n gq u a n t i t yo fs o d i u m c h l o r i d ew a s0 5 a n ds l u d g ec o n c e n t r a t i o nw a sl5 0 0 m g l 2 0 0 0 m g l ， t h eb o d o f10 0 0 m g ld t - f 6 0 9f a t l i q u o rw a st h em a x i m u m t h em a i n r e s u l to b t a i n e db yt h em e t h o do fb o d 5 c o d c ，w a sa sf o l l o w w h e nt h e s l u d g ec o n c e n t r a t i o n w a s10 0 0 m g l ，p hw a s7 2a n dt h e d o s i n g q u a n t i t yo fs o d i u mc h l o r i d ew a s0 ，12 5m g l ，2 50m g ls u b s t r a t ec o u l d b eb i o d e g r a d e de f f e c t i v e l y i v t h em e t h o d so fc o d 3 0 ，r e s p i r a t o r yc u r v ea n db o d 5 c o d c rw e r e a d o p t e dt oe v a l u a t et h eb i o d e g r a d a b i l i t yo fl 3f a t 1 i q u o rw h i c hw a s u s e da st h es u b s t r a t eo fm i c r o o r g a n i s m t h em a i nr e s u l to b t a i n e db yt h e m e t h o do fc o d 3 0w a sa sf o l l o w w h e nt h es l u d g ec o n c e n t r a t i o nw a s 10 0 0 m g l ，p hw a s7 0a n dt h ed o s i n gq u a n t i t yo fs o d i u mc h l o r i d ew a s 0 ，t h eu l t i m a t eb i o d e g r a d a t i o nr a t e sw e r e9 0 a n d9 3 2 r e s p e c t i v e l y t h em a i nr e s u l t so b t a i n e db yt h em e t h o do fr e s p i r a t o r yc u r v ew e r ea s f o l l o w s t h ee f f b c to fp h s l u d g ec o n c e n t r a t i o na n ds a l i n i t yo nt h e b i o d e g r a d a b i li t yo ft h es u b s t r a t ew a so b v i o u s w h e nt h ep hw a s1o ， s l u d g ec o n c e n t r a t i o nw a s10 0 0 m g la n dt h ed o s i n gq u a n t i t yo fs o d i u m c h l o r i d ew a s0 6 ，t h eb o d so f10 0 0 m g ls u b s t r a t ew a st h em a x i m u m t h em a i nr e s u l to b t a i n e db yt h em e t h o do fb o d 5 c o d c ，w a sa sf o l l o w w h e nt h es l u d g ec o n c e n t r a t i o nw a sl0 0 0 m g l ，p hw a s7 0a n dt h e d o s i n gq u a n t i t yo fs o d i u mc h l o r i d ew a s0 t h ed i f f b r e n tc o n c e n t r a t i o n s u b s t r a t e ( 12 5 m g l ，2 5 0 m g l ，5 0 0 m g l ，7 5 0 m g la n d10 0 0 m g l ) c o u l d b eb i o d e g r a d e de f f e c t i v e l y q x i d i z e da n ds u l f i t i n gr a p e s e e do i lf a t l i q u o ra n dl - - 3f a t - l i q u o r w e r ep r o d u c e db yt h eo x i d i z e da n ds u l f i t e dm o d i f i c a t i o no fn a t u r eo i l t h em a i nn a t u r ec o m p o n e n to fo x i d i z e da n ds u l f i t i n gr a p e s e e do i l f a t - l i q u o r s h o w e dt h a ti th a d g r e a ta d a p t a b i l i t y t o e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t l 一3f a t 1 i q u o rw a sak i n do ff a m o u s b r a n dp r o d u c tw i t h o v e rt w e n t yy e a r sp r o d u c i n gh i s t o r y t h ed i v e r s i f o r mn a t u r ea n d s y n t h e t i cc o m p o n e n t s o fl - 3 f a t l i q u o rp r o v i d e ds u p e r i o r n u t r i e n t c o n d i t i o n s f o rt h e g r o w t h m e t a b o l i s ma n dc o m e t a b o l i s mo f m i c r o o r g a n i s m t h e t e s ts h o w e dt h a tl 一3 f a t 1 i q u o r h a dg o o d b i o d e g r a d a b i l i t ya sw e l l d t - f 6 0 6f a t 1 i q u o ra n dd t - f 6 0 9f a t 1 i q u o r w e r es y n t h e t i cf a t t i n ga g e n t t h em a i nn a t u r ec o m p o n e n to fd t - f 6 0 6 f a t l i q u o r s h o w e dt h a ti th a d g r e a ta d a p t a b i l i t y t o e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t d t - f 6 0 9f a t l i q u o rw a st h ee m u l s i f i e dm a t e r i a lo ff a t t y a l c o h o la n dc h l o r i n a t e da l k y l t h et e s ts h o w e dt h a tc h l o r i n a t e da l k y l ， w h i c hw a st h em a i nc o m p o n e n to fd t - f 6 0 9f a t 1 i q u o r w a se f f e c t i v e l y b i o d e g r a d e db ym i c r o o r g a n i s mt h r o u g hc o m e t a b o l i s ma f f e c t i o n v k e yw o r d s ：o x i d i z e da n ds u l f i t i n gr a p e s e e do i lf a t l i q u o r , d t - f 6 0 6 f a t l i q u o r ，d t - f 6 0 9f a t l i q u o r ，l 一3f a t l i q u o r ，b i o d e g r a d a b i l i t y ，c o d 3 0 ， r e s p i r a t o r yc u r v e v i 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 1 绪论- 1 1 1 制革行业的环境现状1 1 2 生物降解概述一1 1 3 有机化合物生物降解性研究方法2 1 3 1 有机化合物好氧生物降解评价方法2 1 3 2 有机化合物厌氧生物降解评价方法”4 1 3 3 定量结构一生物降解性能关系( q s b r ) 一4 1 4 表面活性剂的生物降解性研究进展“5 1 4 1 表面活性剂生物降解性的评价方法5 1 4 2 表面活性剂结构与生物降解性关系的一般规律6 1 4 3 影响表面活性剂生物降解的因素6 1 4 4 各类表面活性剂的生物降解性7 1 5 课题的提出l0 2 加脂剂生物降解性试验原理1 2 2 1 实验仪器和材料1 2 2 1 1 实验仪器12 2 1 2 实验材料1 2 2 2 研究方法“1 2 2 2 1 c o d 3 0 法1 2 2 2 2 呼吸曲线法1 4 2 2 3b o d s c o d c ，法15 2 3 微生物的培养l5 3 氧化亚硫酸化菜油加脂剂生物降解性研究1 7 3 1 引言1 7 3 2 实验内容17 3 2 1 氧化亚硫酸化菜油加脂剂生物降解性研究实验一1 7 3 2 2 呼吸曲线法研究氧化亚硫酸化菜油加脂剂影响因素实验19 3 3 试验结果与讨论2 1 3 3 1 氧化亚硫酸化菜油加脂剂生物降解性研究2 l 3 3 2 氧化亚硫酸化菜油加脂剂生物降解性的影响因素”2 4 3 4 本章小结2 8 4d t f 6 0 6 加脂剂的生物降解性研究- 2 9 4 1 引言2 9 4 2 实验内容一2 9 4 2 1d t - f 6 0 6 加脂剂生物降解性研究实验2 9 4 2 2 呼吸曲线法研究d t o f 6 0 6 加脂剂生物降解性的影响因素实验3 1 4 3 结果与讨论3 3 4 3 1d t - f 6 0 6 加脂剂生物降解性研究3 3 4 3 2d t - f 6 0 6 加脂剂生物降解性的影响因素”3 5 4 3 3d t - f 6 0 6 加脂剂结构和生物降解性的关系“3 8 4 4 本章小结3 8 5d t - f 6 0 9 加脂剂生物降解性研究4 0 5 1 引言4 0 5 2 实验内容4 0 5 2 1d t - f 6 0 9 加脂剂生物降解性研究实验一4 0 5 2 2 呼吸曲线法研究d t - f 6 0 9 加脂剂生物降解性的影响因素实验4 2 5 3 试验结果与讨论4 4 5 3 1d t - f 6 0 9 加脂剂生物降解性研究4 4 5 3 2d t - f 6 0 9 加脂剂生物降解性的影响因素“4 7 5 3 3d t - f 6 0 9 加脂剂结构和生物降解性的关系”5 0 5 4 本章小结5 1 6l 3 加脂剂生物降解性研究5 2 6 1 引言5 2 6 2 实验内容5 2 6 2 1l 3 加脂剂的生物降解性研究实验5 2 6 2 2 呼吸曲线法研究l - 3 加脂剂生物降解性的影响因素实验5 4 6 3 试验结果与讨论5 6 6 3 1l 3 加脂剂生物降解性研究5 6 6 3 2l 3 加脂剂生物降解性的影响因素一5 9 6 3 3l - 3 加脂剂结构和生物降解性的关系6 2 6 4 本章小结6 2 结论和展望一6 3 翌谢6 5 参考文献”6 6 攻读硕士学位期间发表的学术论文一7 l 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明一7 2 i i i 几种典型加脂剂的生物降解性研究 1 绪论 1 1 制革行业的环境现状 我国已成为世界皮革工业的大国，皮革工业作为我国轻工行业的支柱产业，在我国 国民经济中占据重要的地位。皮革工业在给人民提供必要生活用品、为国家创造外汇的 同时，也给我国的生态环境带来巨大压力。目前，皮革工业正面临着国际与国内越来越 严峻的环境压力。为了皮革工业的可持续发展，我们在接受其创造的成就的同时，必须 关注其带来的环境污染 3 】。 全国2 0 多个污染严重行业中，制革业排名第五 4 1 。制革生产只有约3 0 的原料皮转 变成成品，其余大部分成为固体废弃物，同时还伴随着硫化氢、氨气等挥发性有机气体 的产生。制革废水是制革工业给我国环境带来的另一巨大污染源。据有关部门保守估计， 我国向环境排放的废水负荷约1 5 亿吨，其中硫化物1 7 1 8 万吨，悬浮物2 5 2 7 万吨， 化学需氧量1 8 1 9 万吨，生化耗氧量9 1 0 万吨，铬6 0 0 0 吨，污泥1 5 0 0 万吨( 含水 7 0 ) 石灰2 5 万吨，废弃胶原8 0 - 1 0 0 万吨。按欧盟统计，污染负荷更大【5 7 l 。 伴随满足国民工业和人民生活的各类需求，各类有机皮革化学品应用而生，然而其 不充分利用以及随废水的排放，使其成为造成废水污染的重要组成。面对我国多次水体 富营养化事故的发生，环境友好型皮革化学品的使用已成为皮革行业清洁生产的重要内 容，生产和应用环境友好型皮革化学品( 环境友好型化学品的特点：低毒、高效、可生 物降解) 对制革企业寻求市场发展空间、进行准确产品定位至关重要【3 9 1 。加脂剂是制革 过程中用量最大的皮化材料之一，皮革加脂可使成革具有柔软、丰满、耐折、富有弹性 等优点。然而，未被充分吸收和利用的加脂剂也会给生态环境带来压力 1 0 1 。 1 2 生物降解概述 生物降解是指有机化合物在生物所分泌的各种酶的催化作用下，通过氧化、还原、 水解、脱氢、脱卤等一系列化学反应，使复杂的有机化合物转变为简单的有机化合物或 无机化合物( 如c 0 2 和h 2 0 ) 的过程，通常由自然界中的微生物所导致，使一种有机化学 品转化为与原来分子不同的有机和无机最终产物的过程，是有机化合物在生态系统中迁 移的主要机制【l l 1 2 1 。 微生物对于有机物的降解程度不是完全一致的，大体上可以划分为以下三个阶段【- ， 1 1 ： a 初级生物降解：是指有机污染物在微生物作用下，母体化合物的结构发生变化，改 变了原污染物分子的完整性，即有机污染体本来的结构发生了部分变化。 b 环境容许的生物降解：是指可除去有机污染物的毒性或者人们所不希望的特性。 陕西科技大学硕士学位论文 c 最终生物降解：指有机污染物通过生物降解，从有机向无机转化，完全被降解成 c 0 2 、水和其他无机物，并被同化成微生物的一部分。 1 3 有机化合物生物降解性研究方法 1 3 1 有机化合物好氧生物降解评价方法 有关有机化合物在有氧条件下的最终生物降解的研究，一般认为按( 1 - 1 ) 式进行： 测试物质( d o c ) + 0 2 _ c 0 2 + h 2 0 + 生物量 ( 1 - 1 ) 因此有机物好氧生物降解性可用有机物的去除率、耗氧量、最终产物量和微生物量 及其活性变化等来评价。一般分为综合指标和特性指标两类，前者指通过测定化学耗氧量 ( c o d ) 、溶解性有机碳( d o c ) 、生化耗氧量( b o d ) 、总有机碳( t o c ) 、b o d c o d 、b o d f r o c 等指标来评价有机物的生物降解程度，后者指通过测定有机化合物浓度的减少或降解产 物的增加来评价有机物生物降解程度【1 5 t 6 l 。 b o d 作为评价有机化合物生物降解性的指标，常用最后一天的生化耗氧量( a o d u ) 与 理论耗氧量( t h - o d ) 的比值来表示，比值越大说明该有机物生物降解性越好；b o d 5 常用 来表征化合物快速降解的能力，但b o d 5 值小并不意味着该物质在较长时间内不被降解； b o d 5 c o d 、b o d s t o d 也常用来评价有机物可生物降解性，其比值愈大，表示该有机物愈 易生物降解1 1 7 1 9 】。 此外，c o d 、b o d 及t o c 的变化不仅可指示有机物是否可生物降解，也可以指示 是否发生终极生物降解，如果仅有该有机物的消失，而无总有机碳量或需氧量的减少， 则意味着有机物可能在微生物作用下转化成某些其他有机态中间代谢产物。然而 b o d c o d 、c o d 是常规测定法，受基质浓度、p h 、盐度等因素影响，有时测定结果误 差较大，所以一般只作为有机物生物降解性初步评定方法1 , 2 q 。 基于综合性指标的局限性，一般只将其作为有机物生物降解性评价的初步试验，再进 行特性指标测定。特性指标评价是指通过测定反应前后基质( 被测有机物) 浓度的变化( 去 除率1 1 ) 来表示有机物的生物降解性。降解率按( 1 2 ) 式得n - 1 1 = 1 - c c c o ( 1 2 ) 式中： c e 一反应后基质浓度( m g l ) ； c 口一反应前基质浓度( m g l ) 。 此外，测定好氧生物降解过程中c 0 2 生成量也可用来表征有机物的生物降解性，但 基于该方法需要对被测有机物进行定性、定量分析及实验操作繁琐等原因，推广受到限 制。 依据有机物生物降解的原理，科研工作者总结出了相对耗氧速率曲线法、微生物特 定的生理生化指标、生物降解动力学常数等方法都可以用来评价有机化合物的生物降解 2 几种典璎加脂剂的生物降解性研究 性。 a 相对耗氧速率曲线法 耗氧速率是指单位微生物量在单位时间内的耗氧量。生物量可以用微生物的重量、 浓度或含氮量来表示