有機污染物降解

有機污染物降解

有機污染物降解(Organic pollutant degradation),又稱有機污染物的衰減或BOD降解,是有機污染物因氧化分解而發生的衰減變化過程。它的降解取決於該污染物的可降解特性(通常以降解速率係數表示)和降解過程所經歷的時間。

基本介紹

  • 中文名:有機污染物降解
  • 外文名:Organic pollutant degradation
  • 別稱:有機污染物衰減或BOD降解
  • 對象:有機污染物
  • 最終狀態:無機物或穩定有機物
  • 學科:環境生態學
簡介,降解過程,影響因素,

簡介

懸浮和溶解於水體中的有機污染物,在有溶解氧時因需氧微生物作用,氧化分解為簡單的無機物或穩定有機物的過程。有機污染物的降解表現為:在水中,發生化學或生物化學轉化反應,消耗水中的溶解氧而降解,常常表現為自淨作用;在大氣中,在日照下發生光化學反應而降解;在土壤中,有機污染物被生物降解或發生化學降解。
有機污染物降解可以使水體中的有機污染物濃度降低或消失,同時,消耗水中的溶解氧,甚至引起水體缺氧、發黑、發臭、死魚和厭氧菌大量繁殖等。有機污染物在水體中的降解過程常用一級動力學方程式表達為:
式中:C0、Ct—分別為t=0和t=t時有機污染物的濃度;
k—為有機污染物的降解速率係數;
T —為降解經歷時間。

降解過程

污染物的稀釋降解過程主要是水體對污染物進行物理作用、化學作用和生物作用的共同結果:
(1)物理作用主要包括水體對污染物的稀釋、吸附、沉澱、凝聚等方面,例如高濃度廢污水進入水體後,首先會受到水體的混合、稀釋,水量越大或徑污比越大,稀釋效果越好;污染物同時也會被水體中的懸浮物如泥沙所吸附、沉澱,致使污染物濃度下降;
(2)化學作用是污染物與水體組份發生化學反應,使污染物濃度降低,化學作用主要包括氧化、還原、分解等方面。例如水體中亞硝酸鹽等一些還原性污染物會在氧的作用下,逐步氧化至硝酸鹽;一些重金屬離子如Fe、Pb等,在鹼性水環境條件下(如黃河水體的pH值一般在8.0左右,呈弱鹼性),會和水中的OH-結合產生沉澱,使水中重金屬離子濃度下降;
(3)水體的生化作用是污染物被水體中各種微生物所分解的過程,如水中的好氧微生物會在氧的作用下,把一些有機物分解成無機物,如二氧化碳、水,把轉化為硝酸鹽,使水體得到淨化。

影響因素

有機物的降解過程受以下因素的影響,以垃圾填埋場中有機物的降解為例。
(1)溫度。微生物生長的溫度範圍很廣,約為-5~85℃,根據不同微生物生長溫度可以分為低溫型、中溫型和高溫型。垃圾填埋場中的垃圾降解一般發生在中溫和高溫段,中溫型最適溫度為18~35℃,最高為40~45℃;高溫型最適溫度為50~60℃,最高為70~85℃。研究認為,垃圾填埋場中30~40℃是最適合微生物產氣的溫度。
(2)濕度。水的存在是微生物生命活動和垃圾降解過程中的基本條件。填埋場中水的承受範圍很廣,一般為25%~70%。含水率較高時,容易產生惡臭;而當含水率低時,又不利於垃圾的微生物降解。垃圾降解的最佳含水率為50%~60%,而且含水率越高,產氣率越高。
(3)pH值。垃圾填埋場中有機物的降解是通過微生物降解的,而對垃圾降解至關重要的產甲烷菌對pH 值有嚴格的要求,最佳pH值範圍為6.8~7.2,此外,pH值較高時會使二氧化碳的濃度下降,較低時又會抑制微生物的活動。
(4)有機物的組成。在垃圾降解過程中,為滿足微生物的生長需要,垃圾中必須提供足夠的C、N和P,一般當C/N在(10~20):1時,有機物的去除率最大。如果C/N過高,細菌所需的N不足,會導致有機酸的累積,抑制產甲烷菌的生長;如果C/N過低,會導致鹽的積累,使pH值上升,當pH值超過8以後,又會抑制產甲烷菌的生長。

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