1、難降解有毒有機(jī)物和重金屬復(fù)合污染的控制是環(huán)境保護(hù)的重要工作之一。本研究立足于環(huán)境中存在的復(fù)合污染問題，采用間歇式的厭氧生物處理工藝，選擇氯代芳香族化合物中有代表性的2-氯苯酚作為降解基質(zhì)，研究重金屬侵入條件下，2-氯酚厭氧降解規(guī)律的變化，并從2-氯酚厭氧降解速率、重金屬在污泥中的積累、厭氧污泥電子傳遞體系活性及厭氧微生物種群結(jié)構(gòu)等多方面深入分析了金屬元素對厭氧生物降解規(guī)律及厭氧污泥生物特性的影響，探討了重金屬對厭氧系統(tǒng)的影響

2、機(jī)制。首先通過污泥的篩選，選擇了無錫羅氏-帝斯曼檸檬酸廠IC厭氧反應(yīng)器污泥作為研究的接種污泥。經(jīng)過2個多月的馴化，成功地培養(yǎng)出對2-氯酚有較高降解能力的厭氧污泥。馴化后污泥對2-氯酚具有較好的去除能力和耐受能力。厭氧污泥能較快降解初始濃度在15～140mg/l范圍內(nèi)的2-氯酚，并對高濃度的2-氯酚的具有較好的耐受能力。對2-氯酚在厭氧條件下的降解機(jī)制的研究表明，厭氧污泥能將2-氯酚經(jīng)過還原脫氯、生成苯酚、苯甲酸，最終徹底分解

3、生成Cl-、CH4、CO2和H2O。對比研究了四種典型過渡區(qū)金屬元素Cu、Cd、Ni、Fe的二價離子對2-氯酚厭氧降解過程的影響。結(jié)果表明，在1～500mg/l的投加濃度范圍內(nèi)，Cu2+和Cd2+均表現(xiàn)為抑制作用、Ni2+只有在投加量小于2.5mg/l才表現(xiàn)出輕微的促進(jìn)，而Fe2+在低于120mg/1的投加量時對2-氯酚的厭氧降解均有促進(jìn)作用，2-氯酚厭氧降解速率的提高最高達(dá)40％。四種金屬離子對2-氯酚厭氧降解過程抑制作用

4、的強(qiáng)弱為：Cu2+＞Ni2+＞Cd2＞Fe2+。對厭氧污泥電子傳遞體系活性的研究發(fā)現(xiàn)，四種金屬離子對污泥ETS活性均表現(xiàn)為抑制，抑制程度的大小為：Ni2+＞Cd2十＞Cu2+＞Fe2+；金屬離子對污泥ETS活性抑制越小，對厭氧降解速率的抑制也相對越小。對于以抑制作用為主的Cd2+、Ni2+和Cu2+，其抑制作用與金屬離子的投加濃度、平衡后水中以及污泥中殘留的含量都由有密切的關(guān)系，因此三者都可以用于指示厭氧降解被抑制程度。將三

5、種金屬的濃度與其抑制作用進(jìn)行比較，結(jié)果顯示金屬離子抑制作用與進(jìn)入污泥中的金屬含量成正比。通過金屬離子的馴化誘導(dǎo)作用可以很好地改善污泥對重金屬的耐受能力，特別表現(xiàn)在高濃度的金屬離子對降解速率的抑制明顯降低，且Ni2+和Fe2+在投加量小于200mg/l時對馴化后污泥ETS活性均表現(xiàn)為促進(jìn)作用。金屬離子對2-氯酚厭氧降解系統(tǒng)的作用還表現(xiàn)為對厭氧污泥種群結(jié)構(gòu)的影響。Fe2+的誘導(dǎo)作用能使原污泥中處于背景濃度的專性脫氯厭氧梭菌屬迅速

6、成為優(yōu)勢菌種，從而有利于2-氯酚的脫氯還原代謝。金屬離子沖擊對厭氧微生態(tài)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的影響較小，但會使部分不適菌群大量減少，同時也產(chǎn)生少量耐受菌群。微生態(tài)受Cu2+沖擊毒副作用的影響最強(qiáng)，受Ni2+沖擊后恢復(fù)最快。在試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，對2-氯酚厭氧降解及金屬抑制作用進(jìn)行了動力學(xué)分析。2-氯酚濃度的降低是吸附、揮發(fā)及生物降解共同作用的結(jié)果，其中生物降解為主導(dǎo)作用。在實驗濃度范圍內(nèi)，2-氯酚的本征厭氧降解過程與米門方程、Hal

7、dane1方程、Haldane2方程都較為吻合。而方程α=[1-(I/I*)m]/[1+(I/I*)n]能較好地表征金屬離子的抑制作用，以及與該離子對降解速率的最大抑制濃度以及投加濃度之間的定量關(guān)系，并能用于評價金屬離子的抑制等級。根據(jù)研究結(jié)果，綜合分析金屬離子對厭氧體系的作用過程為：首先金屬離子進(jìn)入污泥，然后與微生物體內(nèi)的生物配位體結(jié)合產(chǎn)生毒性或激活作用，從而迅速影響到生物酶的活性，并逐漸對微生物種群結(jié)構(gòu)發(fā)生影響，并表現(xiàn)為2