关于毒害和难降解有机物

 

       划分毒害有机物与难降解有机物，基准一般为好氧生物处理；它们是两个不同的概念，尽管物质种类上有很多交集。举例：一些溶解性的高聚物，如印染废水中的PVA，它虽属难降解有机物，但并不对好氧微生物产生抑制作用，不是毒害有机物；而煤化工废水中的苯酚，几十个mg/L就会产生好氧生物毒害，可以认为是毒害有机物，但微生物经驯化后可以承受十余倍的浓度，且去除率高达95%以上，甚至可以作为反硝化的碳源，并非是难降解有机物。

      是否属毒害有机物，依据是它在废水中出现浓度范围对好氧微生物的抑制程度；毒害作用与浓度有很大的关系，毒害有机物的定义不能绝对化。如乙醇，通常认为是无毒、极易生物降解的有机物，但浓度达到75%就是医用消毒酒精，依据是废水中不可能有75%浓度的乙醇。人掉进蜜罐也可能淹死，但不能说蜜是毒药。

工业废水中比较典型的难生物降解有机物有：

      卤素化合物，醚类化合物，硝基、亚硝基，偶氮化合物，叔胺及季胺盐类化合物，氰、硫氰类化合物，硫醚及砜类化合物，有机磷、汞、锡化合物，一些碳杂环化合物。其中红色字体的物质，也是毒害有机物。

      废水中可能存在上述难降解有机物的行业，有重化工：如制焦过程直接冷却水，煤气精制过程中产生的酚类、氰类化合物；精细化工：硝化、磺化、卤化、酰化、重氮及偶合等过程都会产生。

      医药废水中难降解有机物较为特殊，一般分子杂环（特别是五角环）中含N、O、S等元素，均为毒害有机物，如：青霉素，磺胺类，呋喃类，头孢类；氯霉素略有不同，分子中有Cl元素。

 

有机物的生物降解性规律：

1. 天然溶解性有机物绝大部分可生物降解；

2. 烃类介于可与不可生物降解。长链易分解，苯环上甲基等基团容易降解；C键中双键和三键更难降解；炔烃基本不可生物降解；

3. 卤素化合物有毒性，可降解性差，卤代程度越高越难生化；

4. 醇类一般可生物降解；双键和三键降解性差；

5. 醚类一般不可生物降解，但毒性不大；

6. 醛、酮、酸、脂、酚、醌、酰胺、腈类容易降解的化合物，除非有其它官能团存在；

7. 硝基，亚硝基类化合物均很难生物降解，且对微生物具有较大毒性；

8. 偶氮化合物很难生物降解，有生物毒性；

9. 胺类化合物可生物降解性和其氮原子上的取代基准数目多少有关：伯胺 > 仲胺 > 叔胺 > 季铵，季铵不可降解；芳胺类易生物降解。

10. 有机硫酸盐和有机磺酸盐类，长碳链为直链是容易降解，支链较难降解。

11. 大多数含P、S元素的有机化合物生物降解性很差；如降解农药有机磷酸脂，首先进行水解，使磷酸游离出来，再生化处理。

 

与分子结构的关系，大致规律：

• 大部分难生化降解有机物分子结构上具有吸电子性基团，难以氧化；相反，脱除了吸电子取代基或得到电子双键断开后，生化性能大大提高；如：氯代脂肪烃、多氯联苯、偶氮染料、硝基苯等。
• 大部分具有强吸电子基团的有机物对微生物有抑制作用，如：硝基苯类，氯苯类，卤代醚类。消除了分子结构中的吸电子基团，可生化性大大改善。
• 实际难降解工业废水中均有上述有机物；如：染料和医药废水中的硝基苯类、氯苯类；化工废水中的卤代烃；造纸工业中的氯酚类；塑料与农药废水中的二氯甲烷等。
• 许多有机物经含氯、含臭氧的氧化剂氧化后的中间产物是更为恶劣的污染物。

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