饮用水生物稳定性中磷的限制因子作用.docVIP

　　饮用水生物稳定性中磷的限制因子作用 摘要：长期以来，饮用水中可生物降解有机物特别是可同化有机碳（AOC），被认为是给水管网中引起细菌再生长的限制因子。近年来的 研究 发现，除可生物降解有机物外，磷源也成为给水管网中细菌再生长的限制因子，这一发现改变了可生物降解有机物是饮用水生物稳定性中的惟一限制因子的传统观念。针对我国水源受到污染、水源水和饮用水中有机物含量较高的现状，有效地去除水中的磷作为提高饮用水生物稳定性的一个新途径，还需要进行深入研究。 关键词：生物稳定性 磷 可同化有机碳 饮用水 限制因子 　　1 引言 　　给水管网中异养菌的生长会造成饮用水浊度、色度的增加，致病菌的出现，管网的腐蚀等一系列 问题 ［1］。生物稳定的饮用水，是指在给水管网中不会引起异养细菌等微生物再生长的饮用水。饮用水生物稳定性的研究，早在20世纪70年代就已引起研究人员的广泛关注[2]。长期以来，饮用水中可生物降解的有机物，特别是可同化有机碳(Assimilable Organic Carbon，AOC)含量的高低，被普遍认为是控制给水管网中细菌生长的限制因素［3～8］。近年来磷对饮用水生物稳定性的 影响 引起了研究人员的关注。1996年，《Nature》上发表了Ilkka T Mlettinen博士的一篇论文［9］，指出了磷源成为引起管网细菌再生长限制因子的情况。这一发现改变了可生物降解有机物是饮用水生物稳定性的惟一限制因子的传统观念，为提高饮用水生物稳定性提出了新的途径。 　　2 磷的限制因子作用研究 　　磷在饮用水生物稳定性中可能的限制因子作用，在20世纪80年代末已经有初步的试验研究［10］，但是并没有引起足够的重视。近几年来，研究人员在研究过程中发现，有些地区给水管网中细菌的再生长能力，同水中AOC浓度之间不具有相关性［11，12］。在对这一现象进行深入 分析 与研究的基础上，Ilkka T Mlettinen［9］提出了磷在饮用水生物稳定性中的限制因子作用。同时日本国内也进行了磷与饮用水生物稳定性的相关性研究[13，14]，发现相当一部分水厂水源经过水厂处理后，出水中磷的含量极低（lt;5μg/L），成为饮用水生物稳定性的限制因子。 目前 ，有关这一问题的研究多集中于欧洲国家和日本。 　　荷兰的Ilkka T Mlettinen［9］利用平板计数法测定水中细菌的生长能力，针对水中PO43-－P浓度低于2μg/L的饮用水水样进行分析研究，分别对添加了各种无机盐组分、只添加PO43-－P和不添加任何无机盐的水样进行了测定。发现添加了各种无机盐组分的水样，同只添加了50μg／L的PO43-－P水样中细菌的生长能力相近，都大大高于不添加任何无机盐的水样，从而确定了磷对于饮用水生物稳定性的限制因子作用。进一步的详细研究发现［15］，对于上述水样，分别添加0～5μg/L不同量的PO43-－P后 ，水中细菌的生长能力随着水中PO43-－P的增加呈显著的上升趋势，磷的限制因子作用明显。再继续增加PO43-－P含量到10μg/L后，水中细菌生长能力的增加不再明显，说明该饮用水水样中磷含量低于5μg/L时，磷是水中细菌再生长的限制因子。针对以上研究，考虑到水中PO43-－P只占总磷的一部分，而水中其它形态的磷也有被细菌吸收利用的可能性，Markku J Lehtola［16］提出了微生物可利用磷（Microbially Available Phosphorus，MAP）的概念，并建立了MAP的分析 方法 。通过进一步的研究［17］，MAP可以作为控制饮用水生物稳定性的一项重要参数。 　　日本的Sathasivan A [14]博士采用细菌再生长潜力（Bacterial Regroa［19］经过进一步的研究指出，其原因在于进水中磷是微生物生长的限制因子。由于常规的混凝沉淀过滤工艺可以有效地去除水源水中的磷［14，19，20］，上述试验从一个侧面说明了磷成为饮用水生物稳定性限制因子的可能。 　　磷与饮用水生物稳定性的关系研究，在国内尚未见到正式相关报道。考虑到我国水源受到有机物污染的现状，水源水中有机物含量往往较高，对于某些水厂的出水，磷有可能成为饮用水生物稳定性的限制因子。笔者在相关试验中已经发现这一情况的存在，并将对这一问题进行深入研究。于鑫等人在对淮河流域某地面水厂饮用水进行生物滤池试验研究过程中发现，该水源水经过常规混凝沉淀后，出水磷含量较低。在出水中添加15μg/L的PO43-－P后进入生物滤池，可以提高生物滤池对有机物的去除效率。这一试验结果同样也说明，就我国某些地方的饮用水而言，磷有可能成为其生物稳定性的限制因子（“磷元素生物处理中的限制因子作用”一文，已由《环境 科学 》发表）。 　　3 磷作为限制因子的意义与分析 　　磷作为饮用水生物