Воздействие на метаболизм анаэробов тяжелых и легких металлов

Самыми сильными по токсическому воздействию на микроорганизмы, участвующие в биохимическом окислении, являются металлы, особенно тяжелые. Помимо токсического воздействия, которое они оказывают в больших концентрациях, тяжелые металлы необходимы для участия в метаболизме бактерий и микроорганизмов. Например, для обеспечения жизненного цикла метаногенных бактерий, образующих метан путем восстановления углекислого газа, необходимо присутствие ионов двухвалентного железа, а так же ионов двухвалентной меди, которые повышают скорость образования газа. Никель, кобальт и молибден так же являются необходимыми биогенными микроэлементами. Токсическое действие металлов проявляется, только если они находятся в растворенной форме. Связывание растворенных ионов металлов осуществляется сульфидными анионами, которые образуются при разложении органических веществ. При взаимодействии с металлами они образуют нерастворимые соли, выпадающие в осадок, нейтрализуя тем самым токсическое действие на клеточное пространство анаэробных микроорганизмов. Их недостаток можно скомпенсировать добавлением сульфата железа, где сульфат-ион в анаэробной среде восстанавливается до сульфид-иона. Следует следить и за тем, чтобы их концентрация не превышала 200 мг/л, так как это может привести к повышению кислотности среды, снижению жизнедеятельности метанопродуцирующих бактерий, и, как следствие, снижению выхода биогаза. Кроме того сульфид-ионы могут взаимодействовать водородом, одним из продуктов разложения, из-за чего в биогазе может появиться сероводород. Поэтому, при коррекции аэробной среды сульфатом железа, следует тщательно контролировать концентрацию сульфидов, так как благодаря их присутствию можно допустить значительное превышение концентрации тяжелых металлов в поступающих стоках, но в тоже время и нарушить оптимальную кислотность среды и качественный состав выделяющегося биогаза. По токсичности воздействия на бактерии первое место среди тяжелых металлов принадлежит хрому, за ним следуют медь, цинк, кадмий и никель. Но, несмотря на это, бактериальная система метагенов при его воздействии восстанавливается быстрее, так как он при взаимодействии с продуктами распада восстанавливается из шестивалентного хрома до трехвалентного, являющегося малорастворимой и малотоксичной формой. При наличии нескольких металлов их токсическое действие на микроорганизмы анаэробного активного ила может взаимоподавляться, или же усиливаться, то есть могут наблюдаться эффект как антагонизма, так и синергии. Во многом эти проявления зависят от общей концентрации тяжелых металлов, когда при ее значении до 1000 мг/л наблюдались явления антагонизма, а при 2000 мг/л уже шла явная синергия.

Легкие металлы так же могут оказывать токсическое действие на жизнедеятельность анаэробного биоценоза. Наиболее негативное воздействие оказывают катионы натрия, калия, кальция, магния и аммония. Хотя их низкие концентрации, до 200 мл/л, даже оказывают стимулирующее воздействие на жизнедеятельность бактериальной биомассы, что во многом связано с явлением взаимного подавления.

Продолжение этой темы будет в следующей статье. Будем рады видеть вопросы, комментарии и дополнения из вашего опыта. Наши специалисты ответят на вопросы относительно закупки оборудования по телефону 8 (495) 268-0-242.