LAS在城市黑臭河道中的生物降解

尹超 黃民生 何巖 崔賀 王迪芳 張婷月 肖冰

摘要：采用“river-die away”研究不同環(huán)境條件下陰離子表面活性劑LAs在上海市普陀區(qū)李灣河黑臭水體中的降解.探究不同的溫度、pH、LAs初始濃度、葡萄糖和曝氣條件對(duì)LAs生物降解的影響.結(jié)果表明：溫度由10°c升至30°c，LAs降解半衰期由6.5d降至2.5d：表面活性劑在pH值為8.5±0.2時(shí)的降解性能優(yōu)于pH值為7.5±0.2和pH值為9.5±0.2的降解性能;各實(shí)驗(yàn)組降解半衰期隨著LAs初始濃度增大而增大（由2.9d增至3.4d）;添加葡萄糖會(huì)抑制LAs生物降解，連續(xù)曝氣會(huì)促進(jìn)LAs生物降解.

關(guān)鍵詞：LAs;黑臭河道;生物降解

中圖分類號(hào)：X52;X522 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2018.06.010

0引言

表面活性劑是一類具有潤(rùn)濕、乳化、增溶、洗滌、防腐、殺菌等作用，并廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日用品的化工產(chǎn)品.據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)表面活性劑產(chǎn)量為214.8萬(wàn)t，其中陰離子表面活性劑產(chǎn)量為93.64萬(wàn)t，而直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）約占陰離子表面活性劑產(chǎn)量的41%陰離子表面活性劑（LAS）的使用給人類社會(huì)帶來(lái)便利的同時(shí)也給地球環(huán)境帶來(lái)一定的危害.

當(dāng)陰離子表面活性劑（LAS）進(jìn)入水體后，易產(chǎn)生泡沫阻礙水氣交換，影響水體復(fù)氧、降低溶解氧，影響水體自凈能力，使水體污染加重一定濃度的LAS會(huì)對(duì)生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，低濃度的LAS會(huì)刺激亞硝化細(xì)菌生長(zhǎng)，濃度過(guò)高時(shí)抑制亞硝化細(xì)菌生長(zhǎng)[5].當(dāng)水體LAS濃度達(dá)到100 mg/L時(shí)，會(huì)嚴(yán)重抑制厭氧氨氧化菌（ANAMMOX）的活性，導(dǎo)致其脫氮速率降低LAS在土壤中的礦化度會(huì)對(duì)微生物分布產(chǎn)生影響，微生物數(shù)量隨LAS礦化度下降而下降LAS不僅能引起植物體內(nèi)多種酶（sOD等）活性降低，而且還導(dǎo)致水生動(dòng)物器官不同程度損傷甚至導(dǎo)致水生動(dòng)物死亡.在水生環(huán)境中，LAS的去除主要包括微生物去除和水體中懸浮顆粒和沉積物的吸附.其中，微生物降解是主要的去除途徑;在有氧條件下，微生物首先利用體內(nèi)酶（加氧酶、脫氫酶等）使烷基鏈斷裂，然后是苯環(huán)開(kāi)裂和脫磺酸的過(guò)程.近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)LAS的生物降解做了大量研究，主要分為：利用高效降解菌株降解;自然水體中LAS的生物降解等.這些研究主要集中在富營(yíng)養(yǎng)化湖泊及一般河流，而針對(duì)城市河道黑臭水體中的LAS生物降解性能的研究鮮有耳聞.

本文以李灣河為研究對(duì)象，在實(shí)驗(yàn)室條件下分析不同環(huán)境因子對(duì)LAS生物降解的影響，旨在了解城市黑臭河道內(nèi)LAS生物降解規(guī)律，為治理黑臭河道的LAS提供理論依據(jù).

2結(jié)果與分析

2.1溫度對(duì)LAS生物降解的影響

由圖1可知，溫度（T）變化對(duì)LAS的生物降解產(chǎn)生很大影響.LAS的降解速率隨著溫度的升高加快，主要是因?yàn)闇囟瓤梢酝ㄟ^(guò)影響微生物酶的活性、蛋白質(zhì)的合成等來(lái)影響微生物對(duì)LAS的降解.在低溫時(shí)，微生物生長(zhǎng)代謝和體內(nèi)的酶促反應(yīng)緩慢，當(dāng)溫度升高，微生物細(xì)胞中的生化反應(yīng)速率和生長(zhǎng)速率都會(huì)加快;并且自然水體中大部分微生物的最適生長(zhǎng)溫度為25～37°C.前3天，T為30°C時(shí)LAS降解速率明顯大于T為20°C和10°C時(shí)的降解速率.第3天以后，T為20°c和T為30°c的LAS濃度和降解速率無(wú)太大差別，可能是因?yàn)楫?dāng)水體中LAS濃度較低并且存在大量降解LAS的微生物時(shí)，溫度不再是影響LAS生物降解的重要原因.當(dāng)T為10°c、20°c和30°c時(shí)，降解半衰期分別為6.5d、2.9d和2.5d.當(dāng)LAS降解率達(dá)到90%以上時(shí)，分別需要9d、3d和3d.