小分子有機(jī)酸對氧化亞鐵硫桿菌的抑制作用及其機(jī)理的初步研究.pdf

1、利用氧化亞鐵硫桿菌的生物瀝濾是去除污泥中重金屬的有效方法，然而在污泥的生物瀝濾過程中卻存在著明顯的抑制作用，這種抑制作用主要是由污泥有機(jī)質(zhì)厭氧分解產(chǎn)生的小分子有機(jī)酸（以乙酸和丙酸為主）所導(dǎo)致的。本文對小分子有機(jī)酸引起的氧化亞鐵硫桿菌鐵氧化的抑制作用和其抑制機(jī)理進(jìn)行了初步研究，以期為建立高效穩(wěn)定的污泥生物瀝濾工藝提供理論參考。
　　 不同濃度小分子有機(jī)酸對氧化亞鐵硫桿菌生長及其鐵氧化活性有很大影響。研究結(jié)果表明，1 mmol/L以

2、上的乙酸或0.5 mmol/L以上的丙酸對氧化亞鐵硫桿菌的鐵氧化有明顯的抑制作用，且抑制的強(qiáng)度隨著濃度的提高逐漸增強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到5 mmol/L時就能完全抑制其鐵氧化活性。乙酸和丙酸還可引起氧化亞鐵硫桿菌細(xì)胞物質(zhì)的滲漏，滲漏物質(zhì)主要是胞外多糖和DNA。細(xì)胞物質(zhì)的滲漏作用隨著小分子有機(jī)酸濃度的提高而增強(qiáng)，一般1 h左右即可達(dá)到最大滲漏量。另外這種滲漏主要發(fā)生在pH2～3的酸性環(huán)境中，隨著pH的提高，細(xì)胞物質(zhì)的滲漏量逐漸減少，pH4時滲漏作用不

3、再發(fā)生。同時經(jīng)有機(jī)酸處理后氧化亞鐵硫桿菌的活菌數(shù)和鐵氧化能力沒有變化，且有機(jī)酸處理的過程中未檢測到RNA、蛋白質(zhì)等細(xì)胞內(nèi)含物的釋放，乙酸和丙酸對ANYL-1細(xì)胞物質(zhì)的滲漏作用不是導(dǎo)致該菌鐵氧化受到抑制的主要因素。
　　 有機(jī)酸的抑制濃度同接種細(xì)胞的濃度密切相關(guān)，在接種細(xì)胞密度提高10倍的情況下，乙酸和丙酸的抑菌濃度由1～4 mmol/L相應(yīng)上升到10～50 mmol/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在提高接種細(xì)胞濃度的情況下，10～20 mmo

4、l/L的乙酸或丙酸處理菌體24 h后將其去除，氧化亞鐵硫桿菌的鐵氧化速率沒有明顯下降，當(dāng)酸濃度大于等于30 mmol/L時，去除有機(jī)酸后細(xì)菌的鐵氧化速率明顯下降，表明細(xì)菌活性受到不可逆抑制。在pH2～4范圍內(nèi)，pH越低有機(jī)酸的毒性越強(qiáng)。
　　 本文還研究了有機(jī)酸處理對細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。透射電鏡觀察結(jié)果顯示，經(jīng)過30 mmol/L乙酸或丙酸處理24 h對氧化亞鐵的細(xì)胞結(jié)構(gòu)沒有明顯破壞作用，細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，細(xì)胞壁，細(xì)胞膜清晰可見。這