一、 选题背景与意义

1.研究背景

铬是银白色带有光泽的金属。含有杂质的铬硬而且脆，高纯铬软而有延展性，抗腐蚀。铬的原子量为52.01，比重为7.2，熔点1550℃，沸点2569℃，铬在潮湿的空气中是稳定的，加热时与氧化合而形成Cr2O3。铬不溶于水和硝酸，但是溶于稀盐酸和硫酸，生成相应的盐，金属铬是无毒性。

含铬废水中铬的存在形式主要以六价铬和三价铬两种。铬(VI)是一种致癌物质，为美国EPA(美国环境保护暑U.SEnvironmentalProtectionAgency)公认的129种重点污染物之一，也是我国重点整治的污染物质。铬(III)是生物所必须的微量元素，有激活胰岛素的作用，可以增加对葡萄糖的利用。铬(III)不容易被消化道吸收，在皮肤表层和蛋白质结合而形成稳定的络合物，因此不易引起皮炎和铬疮，一般认为，三价铬在动物体内的肝、肾、脾和血中不易积累，而在肺内存量较大，应此对肺有一定的伤害。三价铬对抗凝血活素有抑制作用。

试验证明六价铬的毒性比三价铬几乎大100倍，铬的化合物常以溶液、粉尘或蒸汽的形态进入环境，可以通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体，危害人体健康。铬对人体的危害有全身中毒，对皮肤粘膜的刺激作用。引发皮炎、湿疹、气管炎和鼻咽，引起变态反应并有致癌作用，如六价铬可以诱发鼻咽癌。空气中铬酸配浓度为0.15~0.3mg/m3时，可使鼻穿孔。饮用水中含铬浓度在0.lmg/L以上时，就会使人呕吐，侵害肠道和肾脏。

铬的化合物对水生物有致害作用，特别是六价铬危害最大，灌溉水中浓度为0.lmg/L，可对水稻种的萌芽有抑制作用。无论是三价铬还是六价铬的化合物都会使水体自净受到抑制。

鉴于铬对环境的严重危害作用，环境标准对铬的排放有严格的规定，《工业“三废”排放试行标准》中规定，在车间或车辆处理设施排除口，水中Cr6+最高允许浓度为0.5mg/L总铬的最高允许浓度为l.5mg/L，并且不得用稀释法代替必要的处理。

厌氧氨氧化(厌氧氨氧化)工艺在废水脱氮领域具有重要的应用前景。但厌氧氨氧化菌较难培养且较易受废水中的共存污染物抑制，影响厌氧氨氧化工艺的工程应用。以富集培养成功的厌氧氨氧化污泥，就Cr6+-对厌氧氨氧化的短期和长期影响进行了研究。试验通过优化反应器启动策略，以保存时间不等的高活性厌氧氨氧化反应器出水污泥为接种物，在较短时间内实现了厌氧氨氧化混培物的富集培养，最高容积总氮去除速率(NRR)超过20kg-N·m-3d-1扫描电镜(SEM)观察到富集培养物主要由球形及椭球形的厌氧氨氧化菌构成。

2.国内外现状和发展趋势

尽管目前重金属对活性污泥影响机制还没有完全界定，但其毒性作用的影响因素一般认为主要取决于重金属的浓度和价态两个因素。美国公共健康服务中心(theU.S.PublicHealthService)的报告指出，无论重金属是单一的还是复合的，当进水总浓度到达10mg/L时，将对连续流活性污泥法的处理效率产生5%的影响。但是有关浓度的研究结果由于控制条件差异常不具可比性。重金属的毒性和其价态密切相关。如铬的毒性取决于它的价态，水中的铬多以Cr(VI)和Cr(III)的形式存在，Cr(VI)对微生物有很强的毒性作用，而Cr(III)毒性小得多，痕量时为微生物生长所必须。而由于在微生物是有机污染物的重要分解者，重金属对活性污泥微生物的毒性研究一直引起特别关注，不仅是因为偶有重金属污染的环境事故的发生，也因为重金属会造成生物污水处理效率极大的降低。

而目前，一种主流的观点认为重金属对微生物的生长及代谢产生抑制的最主要原因是对其活性酶的抑制。活性酶是微生物其生长代谢过程中不可缺少的参与者，一种活性酶受到抑制，可能导致其生长代谢的中断，导致细胞的死亡。重金属对酶的作用机制复杂，抑制作用可能发生在酶的合成阶段，也可能发生在酶的反应阶段，也有可能发生在酶的传递阶段。