LAS在城市黑臭河道中的生物降解

尹超 黄民生 何岩 崔贺 王迪芳 张婷月 肖冰

摘要：采用“river-die away”研究不同环境条件下阴离子表面活性剂LAs在上海市普陀区李湾河黑臭水体中的降解.探究不同的温度、pH、LAs初始浓度、葡萄糖和曝气条件对LAs生物降解的影响.结果表明：温度由10°c升至30°c，LAs降解半衰期由6.5d降至2.5d：表面活性剂在pH值为8.5±0.2时的降解性能优于pH值为7.5±0.2和pH值为9.5±0.2的降解性能;各实验组降解半衰期随着LAs初始浓度增大而增大（由2.9d增至3.4d）;添加葡萄糖会抑制LAs生物降解，连续曝气会促进LAs生物降解.

关键词：LAs;黑臭河道;生物降解

中图分类号：X52;X522 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2018.06.010

0引言

表面活性剂是一类具有润湿、乳化、增溶、洗涤、防腐、杀菌等作用，并广泛用于工业、农业和日用品的化工产品.据统计，2015年我国表面活性剂产量为214.8万t，其中阴离子表面活性剂产量为93.64万t，而直链烷基苯磺酸钠（LAS）约占阴离子表面活性剂产量的41%阴离子表面活性剂（LAS）的使用给人类社会带来便利的同时也给地球环境带来一定的危害.

当阴离子表面活性剂（LAS）进入水体后，易产生泡沫阻碍水气交换，影响水体复氧、降低溶解氧，影响水体自净能力，使水体污染加重一定浓度的LAS会对生物的生长产生影响，低浓度的LAS会刺激亚硝化细菌生长，浓度过高时抑制亚硝化细菌生长[5].当水体LAS浓度达到100 mg/L时，会严重抑制厌氧氨氧化菌（ANAMMOX）的活性，导致其脱氮速率降低LAS在土壤中的矿化度会对微生物分布产生影响，微生物数量随LAS矿化度下降而下降LAS不仅能引起植物体内多种酶（sOD等）活性降低，而且还导致水生动物器官不同程度损伤甚至导致水生动物死亡.在水生环境中，LAS的去除主要包括微生物去除和水体中悬浮颗粒和沉积物的吸附.其中，微生物降解是主要的去除途径;在有氧条件下，微生物首先利用体内酶（加氧酶、脱氢酶等）使烷基链断裂，然后是苯环开裂和脱磺酸的过程.近年来，国内外学者对LAS的生物降解做了大量研究，主要分为：利用高效降解菌株降解;自然水体中LAS的生物降解等.这些研究主要集中在富营养化湖泊及一般河流，而针对城市河道黑臭水体中的LAS生物降解性能的研究鮮有耳闻.

本文以李湾河为研究对象，在实验室条件下分析不同环境因子对LAS生物降解的影响，旨在了解城市黑臭河道内LAS生物降解规律，为治理黑臭河道的LAS提供理论依据.

2结果与分析

2.1温度对LAS生物降解的影响

由图1可知，温度（T）变化对LAS的生物降解产生很大影响.LAS的降解速率随着温度的升高加快，主要是因为温度可以通过影响微生物酶的活性、蛋白质的合成等来影响微生物对LAS的降解.在低温时，微生物生长代谢和体内的酶促反应缓慢，当温度升高，微生物细胞中的生化反应速率和生长速率都会加快;并且自然水体中大部分微生物的最适生长温度为25～37°C.前3天，T为30°C时LAS降解速率明显大于T为20°C和10°C时的降解速率.第3天以后，T为20°c和T为30°c的LAS浓度和降解速率无太大差别，可能是因为当水体中LAS浓度较低并且存在大量降解LAS的微生物时，温度不再是影响LAS生物降解的重要原因.当T为10°c、20°c和30°c时，降解半衰期分别为6.5d、2.9d和2.5d.当LAS降解率达到90%以上时，分别需要9d、3d和3d.