介紹
直鏈烷基苯磺酸（Linear alkyl benzenesulphonate，LAS）是一種陰離子表面活性劑，具有優(yōu)異的乳化、去污與潤(rùn)濕性能，是浴室廢水等灰水的核心污染物之一。它對(duì)水生生物（如藻類(lèi)、無(wú)脊椎動(dòng)物）具有慢性毒性，會(huì)破壞水生生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，抑制光合作用與呼吸作用
圖一 直鏈烷基苯磺酸
Fe (II) 的去除增效機(jī)制
Fe (II) 是提升微生物去除直鏈烷基苯磺酸效率的關(guān)鍵調(diào)控因子，但其作用存在2.0 mg/L（v/v）的最優(yōu)濃度閾值，該濃度下，F(xiàn)e (II) 可通過(guò)促進(jìn)微生物光合效率、激活硫代謝功能基因、緩解LAS及降解產(chǎn)物的毒性，顯著提升 LAS 去除率。當(dāng) Fe (II) 濃度超過(guò) 2.0 mg/L時(shí)，金屬離子會(huì)在微生物細(xì)胞內(nèi)積累，抑制 LAS 降解相關(guān)蛋白質(zhì)活性，導(dǎo)致去除率下降。好氧環(huán)境中 DO 促進(jìn) LAS 氧化脫氫降解，但抑制硫酸鹽還原；厭氧環(huán)境則通過(guò) Fe (II) 介導(dǎo)的硫同化還原，同步實(shí)現(xiàn) LAS 降解與硫酸鹽去除，避免二次污染。
硫代謝功能基因的激活
Fe (II) 顯著富集3類(lèi)與直鏈烷基苯磺酸降解相關(guān)的硫代謝基因，且厭氧環(huán)境富集更顯著。有機(jī)硫轉(zhuǎn)化基因是LAS 降解的核心基因，可推動(dòng)LAS通過(guò)ω- 氧化、β- 氧化、脫硫路徑生成硫酸鹽；同化硫酸鹽還原基因豐度遠(yuǎn)高于異化還原基因，可將 LAS 降解產(chǎn)生的硫酸鹽 / 亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為微生物自身所需的半胱氨酸，避免硫化物積累；SOX系統(tǒng)基因可將磺酸鹽氧化為硫酸鹽，補(bǔ)充硫循環(huán)中間產(chǎn)物，增強(qiáng)代謝連續(xù)性。
核心降解路徑
Fe (II) 調(diào)控下，微生物通過(guò)好氧雙路徑和厭氧單路徑實(shí)現(xiàn)LAS高效降解，第一種好氧路徑為L(zhǎng)AS經(jīng)ω- 氧化、β- 氧化及脫硫，生成硫酸鹽，有機(jī)硫轉(zhuǎn)化主導(dǎo)；第二種好氧路徑ssuA/ssuB基因調(diào)控烷磺酸單加氧酶，斷裂 LAS 的 C-S 鍵，生成亞硫酸鹽；厭氧路徑為L(zhǎng)AS 先與富馬酸加成，再經(jīng) β- 氧化生成磺酸鹽醇（有機(jī)硫轉(zhuǎn)化主導(dǎo)），且 Fe (II) 可通過(guò) Fe3?/Fe2? redox 循環(huán)提供能量，提升降解效率。
圖二 直鏈烷基苯磺酸的去除路徑
核心優(yōu)勢(shì)
直鏈烷基苯磺酸去除率達(dá) 85% 以上，且同步實(shí)現(xiàn)硫酸鹽高效去除。Fe (II) 協(xié)同微生物是唯一不產(chǎn)生硫酸鹽二次污染的工藝。Fe (II) 可與硫化物生成硫化亞鐵（FeS）沉淀，緩解硫化物對(duì)微生物的毒性，且硫酸鹽通過(guò)同化還原被微生物利用，出水硫酸鹽濃度低于進(jìn)水；無(wú)需好氧工藝的曝氣設(shè)備，規(guī)避 Ae/FeAe的高能耗問(wèn)題，且 Fe (II) 用量?jī)H 2.0 mg/L，化學(xué)成本低[1]。
參考文獻(xiàn)
[1]Ban Y ,Dou Q ,Wu Y .The enhanced removal of linear alkylbenzene sulfonates (LAS) by microorganisms under Fe(II) regulation: A study of sulfur transformation and bacterial metabolic characteristics[J].Journal of Environmental Chemical Engineering,2025,13(5):117813-117813.