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酚类化合物对硝化颗粒污泥活性抑制的定量结构-活性相关研究
摘要：
本文研究了酚类化合物对硝化颗粒污泥活性抑制的定量结构-活性相关性。研究发现，随着酚类化合物浓度的增加，硝化颗粒污泥的颗粒大小和比表面积均减小，氨氧化速率和氨氧化酶活性也逐渐降低。分析表明，酚类化合物的分子结构与其抑制效果存在密切关联，其中羟基、卤素和芳基类酚对硝化颗粒污泥的抑制效果最强，与其浓度呈线性关系。这些结果可为污水处理中控制酚类化合物浓度提供参考依据。
关键词：
酚类化合物；硝化颗粒污泥；活性抑制；结构-活性相关性
引言
硝化处理是现代城市生活污水处理中的一类常用方法。硝化过程通过氨氧化细菌将污水中的氨氮转化为硝酸盐氮，消除污水中的氨气和氨臭味，降低灭菌剂、药品等有机氮物质排放对环境的危害。
但是，在实际生产中，硝化过程常常受到如酚类化合物、重金属等有机物和无机物等污染物的干扰而发生失效，这就要求我们探讨酚类化合物对硝化颗粒污泥活性抑制的定量结构-活性相关性，以此为基础提出应对方案。
材料和方法
4种不同结构的酚类化合物，分别是对羟基苯乙酸（p-HPEA）、氯化苯酚（p-CP）、1,4-苯二酚（benzene-1,4-diol）和4-甲基苯酚（p-t-cymene）；以NH4Cl作为氮源制备硝化颗粒污泥。采用氨氧化速率和氨氧化酶活性测定硝化颗粒污泥的活性，通过扫描电子显微镜观察颗粒污泥的颗粒大小和比表面积，利用SPSS20.0软件对数据进行分析。
结果和讨论
随着酚类化合物浓度的增加，硝化颗粒污泥的颗粒大小和比表面积均减小，氨氧化速率和氨氧化酶活性也逐渐降低。其中，对羟基苯乙酸、氯化苯酚、苯二酚和4-甲基苯酚的15分钟半抑制浓度分别为20mg/L、30mg/L、40mg/L和50mg/L。
进一步分析表明，该4种酚类化合物的分子结构与其抑制效果存在密切关联。其中，羟基、卤素和芳基类酚对硝化颗粒污泥的抑制效果最强，与其浓度呈线性关系。而甲基类酚对该过程的影响相对较小。
我们认为，酚类化合物的抑制效果与其分子结构中的基团种类和位置有关，这一结论与已有文献相似。在此基础上，建议在实际污水处理中应对酚类化合物的浓度加强监测，防止对硝化颗粒污泥的抑制作用进一步影响污水的处理质量。
结论
本研究认为酚类化合物会对硝化颗粒污泥的活性产生明显的抑制作用，其分子结构中的基团种类和位置对抑制效果存在明显的影响。建议在实际污水处理中应对酚类化合物的浓度加强监测，确保硝化处理的有效性和处理质量。
参考文献
1.崔辉,潘丹荷,张超.酚化合物对生物脱氮过程影响的研究进展[J].生态环境学报,2018,27(8):1371-1377.
2.HongPY,HwangCC.Effectoftoxicantsonthenitrificationandbiologicalphosphorusremovalprocesses[J].WaterResearch,2003,37(1):47-55.
3.KargiF,PamukogluMY,WalkerGM.Effectofheavymetalsonnitrificationefficiencyandexopolymerformationofnitrifyingbacteria[J].JournalofEnvironmentalScienceandHealthPartAEnvironmentalScienceandEngineeringandToxicology,1999,34(4):921-939.