利用氧化亚铁硫杆菌的生物沥滤是去除污泥中重金属的有效方法,然而在污泥的生物沥滤过程中却存在着明显的抑制作用,这种抑制作用主要是由污泥有机质厌氧分解产生的小分子有机酸(以乙酸和丙酸为主)所导致的。本文对小分子有机酸引起的氧化亚铁硫杆菌铁氧化的抑制作用和其抑制机理进行了初步研究,以期为建立高效稳定的污泥生物沥滤工艺提供理论参考。不同浓度小分子有机酸对氧化亚铁硫杆菌生长及其铁氧化活性有很大影响。研究结果表明,1 mmol/L以上的乙酸或0.5 mmol/L以上的丙酸对氧化亚铁硫杆菌的铁氧化有明显的抑制作用,且抑制的强度随着浓度的提高逐渐增强,当达到5 mmol/L时就能完全抑制其铁氧化活性。乙酸和丙酸还可引起氧化亚铁硫杆菌细胞物质的渗漏,渗漏物质主要是胞外多糖和DNA。细胞物质的渗漏作用随着小分子有机酸浓度的提高而增强,一般1h左右即可达到最大渗漏量。另外这种渗漏主要发生在pH 2-3的酸性环境中,随着pH的提高,细胞物质的渗漏量逐渐减少,pH 4时渗漏作用不再发生。同时经有机酸处理后氧化亚铁硫杆菌的活菌数和铁氧化能力没有变化,且有机酸处理的过程中未检测到RNA、蛋白质等细胞内含物的释放,乙酸和丙酸对ANYL-1细胞物质的渗漏作用不是导致该菌铁氧化受到抑制的主要因素。有机酸的抑制浓度同接种细胞的浓度密切相关,在接种细胞密度提高10倍的情况下,乙酸和丙酸的抑菌浓度由1-4 mmol/L相应上升到10-50 mmol/L。实验结果表明在提高接种细胞浓度的情况下,10-20 mmol/L的乙酸或丙酸处理菌体24 h后将其去除,氧化亚铁硫杆菌的铁氧化速率没有明显下降,当酸浓度大于等于30 mmol/L时,去除有机酸后细菌的铁氧化速率明显下降,表明细菌活性受到不可逆抑制。在pH 2-4范围内,pH越低有机酸的毒性越强。本文还研究了有机酸处理对细胞形态结构的影响。透射电镜观察结果显示,经过30 mmol/L乙酸或丙酸处理24 h对氧化亚铁的细胞结构没有明显破坏作用,细胞结构完整,细胞壁,细胞膜清晰可见。这个结果再次证明有机酸处理不会造成细菌细胞结构性损害,因此小分子有机酸引起的细胞物质渗漏不是导致该菌铁氧化受到抑制的主要原因。SDS-PAGE电泳的结果表明,经有机酸处理的氧化亚铁硫杆菌的全细胞蛋白质与未经有机酸处理的对照无显著差异,因此乙酸、丙酸是否影响细菌胞内其他酶或蛋白的表达还不清楚,若要深入全面地了解小分子有机酸的抑菌机理,需要采用分辨率更高的2D电泳结合蛋白质组学的方法来进行研究。