固定化微生物技术在大气恶臭污染物处理中应用研究进展

生态环境学报2011,20(10):1575-1584http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基金项目：广东省科技项目(2009B030400001；2011A030700003；2009B091300023；2009A030902003)；中国科学院院地合作项目(ZNGZ-2011-005)作者简介：万顺刚（1977年生），男，博士，主要从事大气中恶臭污染物的微生物处理方面的研究。*通信联系人：安太成，研究员。E-mail:antc99@gig.ac.cn收稿日期：2011-07-10固定化微生物技术在大气恶臭污染物处理中应用研究进展万顺刚1,2，李桂英1，安太成1*1.中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室，广东广州510640；2.中国科学院研究生院，北京100049摘要：恶臭污染物(Odorpollutants)是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快感觉以及损害生活环境的恶臭气味物质的统称。文章首先简要地介绍了大气中恶臭污染物的来源、分类以及危害等，指出大气恶臭污染物的主要来源主要包括农牧业来源、工业生产过程来源和城市垃圾处理恶臭污染来源等；其次，文章对能够处理大气恶臭污染物的反应器类型及其应用现状进行了系统的总结，提出能够应用于大气恶臭污染物处理的固定化微生物技术主要包括生物过滤池、生物滴滤塔和生物膜反应器等；同时着重综述了处理大气中恶臭污染物的影响因素，如底物、微生物、填料、微生物固定化方法、pH值和温度等因素对大气中恶臭污染物净化效率的影响，并且对固定化微生物技术生物转化与生物降解恶臭污染物的微观机理进行了一定的归纳与总结；最后还对固定化微生物技术在处理恶臭污染物方面的应用和未来发展趋势进行了展望，指出如果要真正实现固定化微生物技术在大气恶臭污染物处理中的工业化应用，今后还需要加强以下几个方面的研究工作：优势微生物菌剂的培育、固定化载体的开发与改良、固定微生物反应器的构建与优化和固定化微生物技术与其它单元技术的联用等。关键词：恶臭污染物；固定化微生物技术；生物过滤池；生物滴滤塔；膜生物反应器中图分类号：X512文献标志码：A文章编号：1674-5906（2011）10-1575-10随着经济和科学技术的进步，在居民的物质和精神生活逐步得到提高的同时，常规污染物如粉尘、二氧化硫和氮氧化物等大气污染物的控制以及去除已经不能满足人们对大气环境质量日益增长的要求，恶臭污染物所导致的环境空气质量恶化的投诉问题逐渐增加。因此有关工农业生产和生活中排放的恶臭气体污染物的控制标准以及污染治理技术的研究，正逐步得到重视[1]。通常提到的恶臭污染物(Odorpollutants)，在我国恶臭污染物排放标准GB14554-93中给出了明确的解释，即一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快感觉及损害生活环境的气味统称为恶臭，具有恶臭气味的物质被称为恶臭污染物。它们主要是通过刺激嗅觉细胞，经神经的传递作用而完成气味的鉴别。由于恶臭污染物具有挥发性的特点，因此恶臭污染主要是通过大气传播和扩散，作用于人的嗅觉器官而被感知的一种嗅觉污染。本文主要对恶臭有机污染物的固定化微生物处理技术的应用状况进行了综述，并对今后的研究方向和发展前景进行了展望。1恶臭有机物的来源、分类和危害首先农牧业是恶臭污染的一个重要来源，农牧业的生产过程中产生的大量含有机物的各种废物在微生物的作用下分解，会排放出具有不同恶臭气味的空气污染物[2-5]，特别是随着农业生产的发展及农产品加工规模经营不断扩大，与农业相关的恶臭污染已成为大气恶臭污染不可忽视的因素。其次，工业生产过程排放的恶臭污染物也是造成恶臭污染的最重要来源之一，这些工厂产生的恶臭污染物主要包括挥发性有机物(VOCs),尤其是挥发性有机硫化合物(VolatileOrganicSulfurCompounds,VOSCs)等[6-8]。再次，城市垃圾处理公共设施也是一个不容忽视的恶臭污染源，垃圾废物在通过城市垃圾厂、污水处理厂、堆肥厂等的处理过程中，排放出各种恶臭污染物[9-11]。所有这些恶臭污染物会对其周边的空气质量产生不良影响，甚至可以通过大气扩散作用到几公里以外的居民区。除了上述的恶臭污染来源以外，在工业生产和居民生活中燃烧煤炭，石油，煤气等燃料也会产生含硫和含氮恶臭污染物以及由于个人生活卫生不洁或者患有某种疾病所导致的恶臭污染，如腋臭和口臭等[12,13]。恶臭污染物作为一类重要的空气污染物，主要包括烃类、含氧有机物、含硫有机物、含氮有机物以及卤素及其衍生物等[14,15]。目前，种类繁多的恶臭污染物作为世界环境公害之一，具有自身的独特污染特点:具有极低的嗅阈值低(臭味的最低嗅觉浓度)、排放强度