缺氧条件下含氮杂环化合物吲哚和吡啶的共代谢研究

缺氧条件下含氮杂环化合物吲哚和吡啶的共代谢研究李咏梅1,李文书1,2,顾国维1(11同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092;21江苏省电力设计院,南京210024)摘要:以含氮杂环化合物吲哚和吡啶为研究对象,在传统的缺氧反硝化机理研究基础上,通过向配制废水中加入硝酸盐氮,研究吡啶和吲哚在缺氧条件下的共代谢作用.结果表明,吡啶和吲哚缺氧共代谢的最佳碳氮比为814～819之间.硝酸还原酶适宜作用的环境条件为:温度28℃,pH值710～715.吡啶的加入有利于硝酸还原酶活性的提高,吡啶对吲哚的缺氧降解有协同作用.在最佳碳氮比条件下,当吲哚起始浓度为150mg/L,吲哚和吡啶的浓度比例为1～10之间时,吲哚的降解符合零级动力学规律,反应过程中亚硝酸盐氮基本没有积累.当吡啶和吲哚的浓度比小于0125时,随着吡啶浓度比例的提高,硝酸还原酶活性及吲哚降解速率的增长较快;当吡啶和吲哚的浓度比大于0125时,硝酸还原酶活性及吲哚降解速率的增长变得比较缓慢.关键词:吲哚;吡啶;共代谢;缺氧反硝化;硝酸还原酶活性中图分类号:X70311文献标识码:A文章编号:025023301(2006)0220300205收稿日期:2005201211;修订日期:2005204220基金项目:国家自然科学基金项目(50108009).作者简介:李咏梅(1968～),女,博士,副教授,研究方向为污水处理与资源化,E2mail:liyongmei@mail.tongji.edu.cnCometabolicBiodegradationofNitrogenousHeterocyclicCompoundsIndoleandPyridineunderAnoxicConditionsLIYong2mei1,LIWen2shu1,2,GUGuo2wei1(11StateKeyLaboratoryofPollutantControlandResourcesReuse,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;21JiangsuElectricPowerDesignInstitute,Nanjing210004,China)Abstract:Basedonthetraditionaltheoryofdenitrificationunderanoxicconditions,andwiththeadditionofnitrate,experimentswereconductedtoinvestigatethecometabolicbiodegradationofnitrogenousheterocycliccompounds2indoleandpyridine.ResultsshowthattheoptimumratioofCODtonitrate(C/N)is814～819.Undertheconditionswithtemperatureof28℃andpHof710～715,thenitratereductaseactivity(NRA)isinthebeststate.AdditionofpyridinecanpromoteNRAandthedegradationofindole.Whentheinitialconcentrationofindoleis150mg/L,theconcentrationratioofindoletopyridineis1～10,andundertheoptimumC/Nconditions,thedegradationofindolemeetwithzero2orderkinetics.Therewasnoaccumulationofnitriteduringthereaction.Whentheconcentrationratioofpyridinetoindoleislessthan0125,withtheincreaseofpyridineconcentration,thereisafasteraugmentrateforNRAandthedegradationofindolethanthesituationwhentheconcentrationratioofpyridinetoindoleismorethan0125.Keywords:indole;pyridine;cometabolism;anoxicdenitrification;nitratereductaseactivity含氮杂环化合物广泛存在于焦化、染料、化工、医药、农药等工业废水中,对动物和人体具有致突变性和致癌性[1,2],并且还会对微生物产生抑制作用,用一般的生物方法难于处理.近20年来随着环境科学家对有机物生物