（1）有机物质氧化（呼吸）反应

C_xH_yO_z O₂→CO₂ H₂O 能量

　　（2）无机物质氧化（呼吸）反应

NH₄ 2O₂→NO₃^- H₂O 2H ＋能量

　　（3）合成细胞原生质（合成）反应

C_xH_yO_z NH₃ O₂ 能量→C₅H₇O₂N H₂O

C_xH_yO_z H NO₃^- 能量→

C₅H₇O₂N N₂ CO₂ H₂O

　　（4）细菌原生质氧化（内源呼吸）反应

C₅H₇O₂N 5O₂→5CO₂ 2H₂O NH₃ 能量

　　细菌的呼吸是在活的原生质中进行的一种生物化学过程，由此产生的能量可供细菌的各种生命活动之用；另一方面，细菌的内源呼吸导致细菌物质的自身破坏和内耗。实际上，细菌发挥正常活动功能（如在水体中运动、体内酶的激活）只需要很少能量，这一份额的能量单靠内源呼吸也已足够提供。按专业研究人员提出的假说，微生物的生长是以下两种相反过程竞争的结果：同化外来营养物质和内耗体内细胞物质。即使环境中所含营养物质并不缺乏，细菌体内破坏原生质的过程也还是发生着的。对外来营养物质发生同化过程的速率正比于细胞中原生质的质量和细胞的外表面积，内源呼吸的速率则首先取决于外界环境的条件。

　　研究表明，各种有机物的理论需氧量ThOD均由两部分组成，其中一部分是生物可降解的（以ThOD_B表示），另一部分是生物不可降解的（以ThOD_NB表示）。在微生物的代谢过程中，前者的一部分（以a·ThOD_B表示）按上列反应（1），经呼吸作用而分解为最终产物（CO₂、H₂O、无机盐等），同时释出能量；另一部分（以b·ThOD_B表示）则按上列反应（3），通过能量吸收而合成新的细胞物质。

　　合成的新细胞物质在内源呼吸过程中，一部分（以b·c·ThOD_B表示）按上列反应（4）被缓慢分解，并释出能量，另一部分（以b·d·ThOD_B表示）则作为残留细胞被保留下来。所谓最终生化需氧量（BOD_u）即指分解代谢与内源呼吸两部分需氧量之和。

　　对上述理论需氧量和生化需氧量之间关系可归结如下：

　　在以上图式中，a为分解代谢系数，b为合成细胞系数，c为内源呼吸系数，d为残留细胞系数，k₁为生化反应速度常数。对一般生活污水来说k₁=0.23d^-1（20℃）；对一般生活污水或接近于此的工业废水，它们的a、b、c、d近似值分别为1/3、2/3、0.8和0.2。

　　可用实验方法求得k₁值。影响k₁数值的因素有水质类型和温度等。k₁随温度t变化的关系式为

k₁（t）=k₁（20）θ_(t-20) （6－3）

　　式中，θ为温度系数。当t=4～20℃时，θ取值1.135；当t=20～30℃时，θ取值1.024。

　　6.1.4 有机物生物降解反应及其机理

　　6.1.4.1 对生物可降解性的影响因素

　　影响水体中有机物生物降解反应速度和限度的最根本因素当然是水中有机物组成、含量及这些组分的生物可降解性。其次，细菌的种类和性质也是一个相当重要的因素。天然水体中蕴藏着无数的细菌个体，它们降解有机物的能力随种群的不同而有很大差异，有的细菌能降解几十种有机物并能利用其中任何一种作为碳源和能源进行代谢；有的细菌，如甲烷细菌只能利用甲烷和甲醇这两种有机物；而某些纤维分解菌只能利用纤维素作唯一的碳源和能源。除了有机物种类、细菌种类之外，影响降解作用的重要因素尚有有机物和细菌所处的环境条件如温度、pH值、盐度、溶解氧浓度、细菌活体浓度、营养物料的种类和浓度以及时间等。
　　本文标题：6.1水体中需氧性有机污染物和水体自净--水体污染物化学（二）(5)
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