生物膜技术的影响因素

生物膜技术在天然河道中的应用，受到诸多因素的影响，主要包括以下几个方面：
1、污染河道中污染物的生物可利用性
污染环境中的污染物的种类、浓度、存在形式等都是影响微生物降解性能的重要因素。

不同的污染物对微生物来说具有不同的可利用性，例如自然界中存在的绝大多数有机污
染物都可以被微生物利用并降解，而大部分人工合成的大分子有机污染物不能够被微生
物利用并降解。重金属在污染环境中往往以不同的形式存在，其不同的化学形态对微生物
的转化和固定都会产生很大的影响。

2、环境因素
影响微生物降解性能的环境因素主要有营养物质和电子受体。在土壤和水体修复中，

氮、磷是限制微生物活性的重要因素。因此，为了达到有机污染物的完全降解，适当添加
营养盐，增加污染环境中微生物所需要的微量元素、维生素和有机酸等成分，可促使土著
微生物迅速增长，同时一还具有缓冲 pH 值的作用，可使污染环境修复过程缩短。

污染物氧化分解的最终电子受体的种类和浓度是影响污染物降解的另一个重要因素。

这些电子受体包括溶解氧、有机物分解的中间产物和无机酸根，如硝酸根、硫酸根和碳酸
根等网。应用硝酸盐作为电子受体时，由于硝酸盐本身就是一种污染物质，因此，需要格
外注意限制硝酸盐的浓度。

3、生物膜载体附着状况。
影响生物膜载体附着的因素有很多，包括载体材料的大小、形状、多孔性及比表面积

对厌氧条件下生物膜的载体附着有很大的影响。理想的填充材料应该是具有多孔及尽量大
的比表面积。载体材料的表面性能如表面的亲疏水性及表面电荷也极大地影响着微生物的
固着化。亲水性表面较疏水性表面更能吸附微生物粒子，且只有当亲疏水性达到一定平衡
时微生物的生长情况才比较好，不同种类的细胞要求的平衡值不同。因为亲水性的表面吸
附作用较弱，并且吸附可逆，这有利于满足微生物生理活动的需要疏水性的表面吸附作
用比较强，但吸附不可逆。载体材料表面的生物膜既要求有较高的吸附强度，又要能满足
微生物的生理活动的需求，因此亲水性太好或疏水性太强都对微生物附着存在不利影响 ，
需要一定的亲疏水平衡值。另外，一般水环境的值大于微生物本身的等电点一般为左右，
细菌表面将会由于氨基酸的电离作用而带负电性，而一般的生物膜载体材料如有机高分
子材料的表面带有负电荷，由于同种电荷的相斥作用，将不利于微生物在其表面粘附。为
增加微生物与载体表面之间的静电吸引力，需要对微生物或载体表面进行处理使之带上
相异电荷。而与对微生物表面进行改良使之带上正电荷相比较，对载体表面进行处理使之
带上正电荷更容易实现，因此人们一般对载体材料的表面进行处理，使其带有正电荷。

此外，材料的表面元素或官能团也对细菌的粘附有着重要的影响，这一影响可从两

个方面说明一方面一些含氮、含氧等官能团，增加了载体材料的表面能，另一方面当材料
表面含有羟基、梭基、磺酸基及含氮官能团时，对细胞的粘附生长有一定的积极作用。而有
研究者发现当活性炭纤维表面含有 Cu，Au，Hg 等重金属离子，对细菌的生长有害。