“断链开环”与有机物可生化性的改善

“断链开环”与有机物可生化性的改善

       摘要：化学氧化后，有机物“断链开环”，大多能提高可生化性；但若以为大分子有机物、分子环状有机物均属难生化有机物，那就大错特错了。

       不知道哪位同行发明了言简意赅的定律 — 断链开环，以表明有机物可生化性改善了；更有人把可生化性与分子量大小联系起来，甚至研究生开题和答辩时引以为据。我曾怼他们：谁说小分子有机物易生化，硝基苯分子量大吗？大分子有机物就难生化，溶解性淀粉分子量小吗？

       不同种类有机物的分子量与它们的可生化性，没有必然联系。污水处理中常见的有机物，如蛋白质，分子量大多超过4万，且结构复杂，大多极易水解为氨基酸，可生化性强；而工业废水中的有机物，如：三氯甲烷、乙醚、氯乙酸、溴乙酸等，分子量不大，也不是环状分子，但极难生化。

       同样，分子结构是不是环状，亦不是可生化性判别的依据。葡萄糖、碳水化合物分子结构都是环状，都极易生物降解；即使是芳香烃及衍生物，虽然可生化性不及小分子有机酸，但大部分还是易生化的；部分难生化的，取决于它的取代基，如醚、胺、氯代等。（易生物降解的苯类：苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛、乙苯、二甲苯、1,3,5-三甲苯、甲苯、对苯二甲酸、苯酚、邻苯二酚、苯乙烯、苯甲酸、苯甲醇、苯甲醛；难降解的苯类：苯甲醚、二苯醚、二甲基苯胺、二硝基甲苯、二氯苯酚、苯腈、氯苯。）

       关于烃和芳香烃的生物降解途径，已有成熟的研究结果，一般是先加O，形成-OH，再断链和开环，形成醛、酸等中间产物，继续生化；而化学氧化也有类似的过程，即先形成了-OH，再断链和开环，形成产物醛、有机酸等。但对有机物的氧化，难易程度各有不同，如：乙酸、葡萄糖，化学氧化比生物氧化难得多；而芳香烃的氧化，恰恰相反。

       从某种角度说，“开环”并不能根本改变有机物的可生化性。如硝基苯、氯苯，其生物毒性在于官能团-NO2或-Cl，它们极难氧化，且氧化后极难形成NO3-和Cl-离子；其生成的硝基和氯代的有机物，可生化性往往更差。所以，改变此类毒害有机物的可生化性，还是我们从前开发的“催化还原”方法更为有效。

       个人认为：有机物的可生化性，以官能团判别，更有普遍性，请阅读前期推送“关于毒害和难降解有机物”、“生物预处理工艺”。

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