Аэробные условия: аэробные условия

Содержание

аэробные условия

Аэробные условия в прудах могут поддерживаться либо за счет естественного поступления кислорода из атмосферы и фотосинтеза, либо за счет принудительной подачи воздуха в воду. Поэтому различают пруды с естественной и искусственной аэрацией. Время пребывания воды в прудах с естественной аэрацией составляет от 7 до 60 суток. Вместе со сточными водами из вторичных отстойников выносится активный ил, который является посевным материалом. Эффективность очистки в прудах определяется временем года, в холодный период она резко снижается.[ …]

Господство аэробных условий способствует быстрой минерализации органического вещества, в процессе которой накапливается большое количество зольных элементов, в том числе щелочных металлов. Щелочные соли натрия не вымываются из гумусовых горизонтов; натрий внедряется в ППК, обусловливая развитие элементов солонцового процесса.[ …]

Обработка ила в аэробных условиях называется аэробной стабилизацией ила или аэробной его минерализацией. Аэробная стабилизация ила достаточно широко применяется в настоящее время для обработки небольших количеств ила. При этом требуемое время окисления t составляет около 10 суток.[ …]

Полное окисление нефти в аэробных условиях продолжается не менее 100-150 дней, а в анаэробных — длится еще дольше, что позволяет предполагать возможность загрязнения водоема продолжительное время.[ …]

Отсутствие роста на МПА в аэробных условиях и на вышеуказанной среде указывает на чистоту культуры V. desulfuricans.[ …]

Существование анаэробных условий может на порядок увеличивать обычное выделение фосфора и поэтому является серьезной угрозой трофическому состоянию озер, особенно когда гидроксид железа дозированно используется для удаления фосфора из водной среды. Когда аэробные условия снова установятся, ортофосфаты, которые не связаны в биохимических процессах, будут опять образовывать хлопьевидные соединения с железом. Процесс будет значительным при концентрации кислорода менее 1—2 г/м3, и поэтому он резко развивается в мелких нестрати-фицированных озерах, в которых отмечаются процессы взмучивания.[ …]

Второй вариант метаболизма в аэробных условиях заключается в создании в резервуаре со сточной водой взвешенного слоя хлопьев ила, называемого активным, через который протекает сточная вода.[ …]

Особенно перспективно применение аэробной стабилизации на станциях с небольшим расходом сточных вод при невысокой концентрации взвешенных веществ в воде. В этом случае значительно упрощается схема станции, так как из нее исключают первичные отстойники. Единственным осадком, образующимся на станции, является избыточный активный ил, минерализацию которого осуществляют в аэробных условиях в минерализаторах (табл. 4.35).[ …]

В системе без вторичного отстойника аэробные условия реализуются только в течение 3/8 общего времени цикла. При том же содержании ила, какое было принято в первом случае, необходимый объем аэробного пространства реактора составит 2510 м3, а общий объем реактора будет равен 2510 • (8/3) = 6690 м3.[ …]

В почвах с непромывным водным режимом и при аэробных условиях сера накапливается в виде гипса или в составе легкорастворимых солей. При умеренном содержании гипс положительно влияет на свойства почв и даже используется для мелиорации солонцов. При высоких уровнях накопления гипс образует плотные скопления, что резко ухудшает физические свойства почв.[ …]

Скорость потребления фосфата в аноксических условиях можно описать таким же выражением, какое используется для аэробных условий. Однако значения этих скоростей являются пониженными по сравнению со скоростями для аэробных условий. Степень снижения зависит от содержания денитрифицирующих бактерий среди ФАО, которое на практике составляет 50-70%.[ …]

Стабилизация может осуществляться в анаэробных условиях путем сбраживания осадков в метантенках или в аэробных условиях путем аэрирования осадков в стабилизаторах.[ …]

Как уже указывалось, многие группы бактерий способны й к аэробному, и к анаэробному дыханию (т. е. являются факультативными анаэробами), но важно отметить, что конечные продукты этих двух реакций различны и количество высвобождающейся энергии в анаэробных условиях значительно меньше. В присутствии кислорода почти вся глюкоза превращалась в бактериальную протоплазму и СО2, в отсутствие же кислорода разложение было неполным, гораздо меиьшая часть глюкозы превращалась в вещество клетки, и в среду выделялся ряд органических соединений, для окисления которых требуются дополнительные «специалисты»-бактерии. В общем полное аэробное дыхание во много раз быстрее, чем неполный процесс анаэробного дыхания, если оценивать выход энергии на единицу используемого субстрата.[ …]

Биохимический процесс очистки сточных вод может протекать в аэробных и анаэробных условиях. Первый происходит в присутствии растворенного в воде кислорода. Этот процесс в сущности представляет собой модификацию протекающего в природе естественного процесса самоочищения водоемов. Биологическое окисление исходных органических загрязнений сточных вод в аэробных условиях гетеротрофными бактериями приводит к образованию новой биомассы, содержащей диоксид углерода, воду и биологически неокисляемые растворенные вещества. Для аэробной биохимической очистки сточны:-: вод используют в основном биологические пруды, аэрируемые лагуны, биофильтры и аэротенки. Наибольшее распространение среди методов биоочистки промышленных сточных вод получили процессы с использованием активного ила, проводимые в аэротенках.[ …]

Поскольку нитрификация дает бактериям больше энергии, чем денитрификация, то в аэробных условиях нитрификация становится доминирующим процессом.[ …]

ТЫоЬасШиз сЗетМПсапэ окисляет элементарную серу и тиосульфат до сульфатов в анаэробных условиях при наличии в среде нитрата. Накопления серы при этом не происходит. Организм может развиваться и окислять серу и тиосульфат в аэробных условиях при отсутствии нитратов, но лучше развивается в среде, близкой к нейтральной. Тиосульфат окисляется более быстро, при этом используется некоторое количество элементарной серы.[ …]

Таким образом, процессы нитрификации и денитрификации должны осуществляться последовательно в аэробных условиях и в условиях ограничения содержания килорода в среде в присутствии органического углерода- Они могут проводиться в аэротенках с продленнной аэрацией, разделенных на зоны: в одной из них происходит окисление аммонийного азота до азота нитритов и нитратов, в другой — восстановление нитратов. Эффективная и экономичная очистка достигается проведением этих процессов в окислительных траншеях (каналах) кольцевой вытянутой формы с диаметром в широкой части 30,5-152,5 м. Аэраторы располагают по длине этой траншеи таким образом, чтобы последовательно создать аэрированные зоны и бескислородные зоны (чередуя эти зоны, по крайней мере, дважды).[ …]

Род Acidianus — сферические клетки, иногда дольчатой формы и выглядят как тетраэдры, пирамиды и т.п. Факультативные анаэробы: в аэробных условиях они окисляют серу и Fe2+, в анаэробных — восстанавливают серу молекулярным водородом.[ …]

Зеленые бактерии — строгие анаэробы и облигатные фототрофы. Исключением являются представители рода Chloroflexis. Они растут только в аэробных условиях, причем и при освещении и в темноте. Однако даже фототроф-ные бактерии, хорошо растущие в темноте, лучше развиваются при наличии света. В зависимости от организма оптимальные условия освещения для его роста могут быть различны. Одни виды хорошо растут при слабом освещении (100—300 лк), другие — при более сильном свете (700—2000 лк).[ …]

Рыхлое хранение. При таком хранении навоза штабеля закладывают и оставляют без уплотнения. В связи с этим разложение навоза происходит в аэробных условиях и при высокой температуре («горячий навоз»), что сопровождается большими потерями азота и органического вещества, повышенным выделением навозной жижи. При хранении торфяного навоза эти потери бывают меньше.[ …]

Простейшие встречаются всюду в сточных водах, иле, испражнениях, почве, пыли, воде рек, озер, океанов, на очистных сооружениях, работающих в аэробных условиях. Они принимают активное участие в минерализации органических веществ в естественных и искусственных условиях очистки природных и сточных вод. Но следует помнить, что некоторые простейшие являются возбудителями заболеваний человека и животных.[ …]

Берут пробу очищенных сточных вод из промышленного очистного сооружения. Пробу в период между отбором и использованием (не более 24 ч) хранят в аэробных условиях и используют в день анализа.[ …]

Эти положения действительны для вод, не содержащих токсичные вещества, имеющих величину pH = 6-т-8 и разведенных до такой степени, чтобы процесс в склянках шел в аэробных условиях; в этом случае за 5 суток при температуре 20°С окисляется около 70% легкоокисляющегося органического вещества, и БПК за 10 и 20 суток составляет соответственно 90 и 99% полного БПК. На 7—10-й день от начала инкубации при 20°С наступает процесс нитрификации (окисление аммиака), что приводит к возрастанию потребления кислорода. Чем выше очистка поступающих в водоем загрязнений, тем раньше наступает данный процесс. Это следует иметь в виду при оценке результатов определения БПК, которые должны давать представление о расходе кислорода только на окисление органического вещества.[ …]

Таким образом, микроорганизмов, использующих как источник энергии молекулярный водород и как единственный источник углекислоту, не так много, причем большинство растет в аэробных условиях и окисляет Нг с использованием 02. Такие микроорганизмы принято называть водородными бактериями или бактериями гремучего газа. Первые описания их были даны одновременно Лебедевым иКазерером в 1906 г., хотя биологическая природа процесса окисления молекулярного водорода в почве была установлена несколько раньше.[ …]

Отличительным свойством этих 2 ферментов является быстрая их инактивация в отсутствие субстрата при добавлении ДБК-кофермента к апоферменту [35, 37]. Эта инактивация наблюдается в аэробных условиях и сопровождается структурными изменениями в коферменте с разрывом Со-С-связи и превращением последнего в оксикоба-ламин.[ …]

В процессах, протекающих в биопрудах, наблюдается полный природный цикл разрушения органических загрязнений. Воздействие на работу прудов различных факторов может создавать в них как аэробные, так и аэробно-анаэробные условия. Пруды, постоянно работающие в аэробных условиях, называются аэрируемыми, а пруды с переменными условиями — факультативными.[ …]

Пектиновые вещества, входящие в состав оболочек растительных клеток и заполняющие межклеточное пространство, по своей химической природе являются сложными полимерными соединениями. В аэробных условиях они разрушаются некоторыми плесневыми грибами. Окисление пектиновых веществ тоже идет в две стадии. Сначала в результате ферментативного гидролиза образуются менее сложные водорастворимые соединения, которые затем окисляются до диоксида углерода и воды.[ …]

Денитрификация интенсивнее идет при ограниченном доступе кислорода. В этом случае акцептором водорода, отщепляющегося от окисляемого субстрата, служит только кислород нитрата. Однако и в аэробных условиях процесс денитрификации может осуществляться, но идет более медленно, так как при этом акцептором водорода наряду с кислородом нитратов является также и кислород воздуха.[ …]

В настоящее время общепризнано, что первые этапы (гликолиз) протекают одинаково при процессах как дыхания, так и брожения. Поворотным моментом является образование цировиноградной нис-лоты. В аэробных условиях пировиноградная кислота распадается до СОг и воды (дыхание), тогда как в анаэробных она преобразуется в различные органические соединения (брожение). Организм обладает способностью при изменении условий переключать процессы, прекращая брожение и усиливая дыхание и наоборот. Впервые в опытах Пастера было показано, что в присутствии кислорода процесс брожения у дрожжей тормозится и заменяется процессом дыхания. Одновременно резко сокращается распад глюкозы. Это явление оказалось характерным для всех факультативных анаэробных организмов, включая и высшие растения, и получило название эффекта Пастера. Сокращение расхода глюкозы в присутствии кислорода целесообразно, поскольку при дыхательном распаде выход энергии значительно выше, а следовательно, глюкоза используется более экономно. Однако осуществление разбираемого эффекта требует специальных механизмов, которые будут рассмотрены далее.[ …]

В отличие от загрязнений природы нефтью загрязнения фенолами происходят в значительно меньших размерах. Скорость распада фенолов в воде зависит как от их химического строения, так и от окружающих условий. Особую роль при этом играют УФ-излучение, микроорганизмы и концентрация кислорода в воде. Простые фенолы в аэробных условиях под действием соответствующих бактерий, полностью распадаются в течение 7 дней на 96-97% от исходного количества. В анаэробных условиях распад идет медленнее. Концентрации фенолов в европейских водах, как правило, не являются токсичными. Так, например, в Рурской области средняя концентрация фенолов составляет 0,25 мкг/л. Столь ма-, лые концентрации все же влияют на вкус воды и мяса рыбы. В сильно хлорированной воде образуются хлорфенолы, которые ухудшают вкус воды еще в большей степени, чем негалогенизиро-ванные фенолы. Нормативы, принятые для питьевой воды, устанавливают предельно допустимую концентрацию фенолов на уровне 0,5 мкг/л.[ …]

Большинство тионовых бактерий растет только в присутствии кислорода, хотя рост некоторых представителей возможен при низком его содержании. Но известны и факультативные анаэробы. К ним относится Т. ¿епНпПсапз. В аэробных условиях эти бактерии ведут окислительные процессы с участием молекулярного кислорода, в анаэробных переключаются на денитрификацию и восстанавливают нитраты до молекулярного азота. Интересно отметить, что ассимилировать нитраты как источники азота Т. (¡епЦпПсапв, подобно Рагасоссиэ (1епи-пйсапз, не может и требует для роста в качестве источника азота аммония.[ …]

Сами по себе процессы анаэробной очистки являются недорогими в эксплуатации и генерируют биогаз, имеющий определенную ценность. Особенно выгодно проводить анаэробную очистку концентрированных стоков, поскольку окисление в аэробных условиях большого количества органических веществ сопряжено с высокими энергозатратами.[ …]

Компостирование может осуществляться путем стогования подготовленного материала в валки высотой 2—3 м и любой удобной длины в поперечнике. Валок время от времени поворачивают, и поэтому первоначально разложение происходит в аэробных условиях. В аэробных условиях разложение происходит быстрее, чем в анаэробных, при этом исключается возможность появления неприятного запаха. В результате жизнедеятельности бактерий генерируется тепло и температура внутри валка достигает 60—70°С. При этих температурах болезнетворные бактерии омертвляются и удаляется значительное количество влаги, образующейся во время реакции. Получающийся компост по весу и объему составляет половину веса и объема исходных материалов.[ …]

В настоящей работе предпринята попытка двумя способами оценить седиментацию свежеобразованного детрита. Первый способ базируется на анализе собственных экспериментальных данных по бактериальной трансформации ОВ фитопланктона. При длительной экспозиции ( 1) год в аэробных условиях и температуре (20±2) °С степень минерализации ОВ отмерших синезеленых и диатомных водорослей, собранных на Рыбинском водохранилище, составила 80 % [18]. Анализ кинетики процесса бактериальной деструкции ОВ привел к необходимости рассматривать в исходном материале две, различающиеся по скоростям распада, фракции — легкоразлагаемую (лабильную) и относительно трудно-разлагаемую («стабильную») [4]. Количество последней составляет 40—45 %, остальная часть приходится на долю лабильной фракции, распад которой при температуре 20 °С заканчивается за первые 25—30 сут эксперимента. В последующие сроки продолжается медленное разложение только трудноокисляемых компонентов. Из минерализовавшихся за годичный срок 80 % ОВ примерно 60 % приходится на долю лабильной фракции, а около 20 %, связано со «стабильной компонентой».[ …]

При удалении фосфатов нужно учитывать как полифосфаты из моющих средств, так и ортофосфаты, которые выделяются из органических соединений при микробиологической очистке. Длительный метод очистки, но дающий очень чистый фосфат, осуществляется с помощью бактерий: при строго аэробных условиях они потребляют избыток фосфата, который накапливается в клетках в неорганической форме; микроорганизмы затем отделяют центрифугированием и переносят в анаэробные условия, где фосфаты вновь осаждаются в очень чистой форме.[ …]

Круговорот вещества в водоемах в значительной мере обусловливается деятельностью микроорганизмов. Чтобы ясно представить себе, как и с какой интенсивностью идут микробиологические процессы в водоеме, недостаточно одного определения только численности микроорганизмов. Необходимо также учесть экологические условия окружающей среды и непосредственно оценить интенсивность самого процесса. Например, если мы определим в каком-либо водоеме значительное количество денитрифицирующих бактерий, но в воде отсутствуют нитраты и содержится значительное количество растворенного кислорода, то едва ли можно говорить о том, что здесь интенсивно протекает процесс денитрификации. Основной чертой физиологии этой группы организмов является то, что они хорошо развиваются в аэробных условиях, а процессы денитрификации возможны лишь в присутствии нитратов и при резком дефиците кислорода.[ …]

Свежая сточная жидкость имеет слабо щелочную реакцию. В результате анаэробных процессов в сточной жидкости и в иле могут образоваться органические кислоты, которые нейтрализуются бикарбонатами и карбонатами воды. Однако, по мере истощения щелочного резерва воды, реакция может стать кислой и pH ниже 7,0. Очищенная в аэробных условиях сточная жидкость имеет pH около 7,3. Активная реакция (pH) сточной жидкости имеет большое влияние на биохимические процессы, связанные с жизнедеятельностью разных групп микроорганизмов, которые относятся различно к данной концентрации водородных ионов. Кроме того, pH имеет значение для процесса биохимического коагулирования органических коллоидов и осаждения тонко диспергированной взвеси, для процесса созревания и распада ила, а также для его обезвоживания. Вследствие этого величина pH воды на различных стадиях очистки сточных вод является показателем, дающим возможность своевременно реагировать на всякое отклонение от нормального хода процесса очистки.[ …]

Индол, мочевину не образуют. В аэробных условиях на среде с солью аммония образуют кислоту из фруктозы, глюкозы, арабинозы, этанола, рамнозы и ксилозы. Не образуют кислоту в аэробных условиях их рафинозы и лактозы. Из сахаров усваивают хорошо фруктозу, хуже глюкозу, галактозу, ксилозу, Ь-арабинозу. На смесях углеводов рост штамма заметно усиливается. Хорошо растут на органических кислотах, усваивают муравьиную кислоту НСООН. Щавелевая кислота практически не потребляется и обладает токсичностью. Хорошо усваивают валериановую кислоту, хуже масляную и пропионовую. Хорошо усваивают жиры. Хорошо растут на среде с парафиновыми углеводородами, нефтью, проявляют активный рост на индивидуальных алканах С в — С37. Обладают уреазной активностью, хорошо растут в среде с аммонийным и нитратным азотом. Слабо гидролизуют казеин, крахмал, целлюлозу. Растет в присутствии 7%-го №0, умеренный рост наблюдается при содержании в среде 150 г/л №С1.[ …]

Одним из методов обезвреживания бытового мусора является его биологическая переработка с получением компоста и биотоплива. Процесс обезвреживания и переработки осуществляется за счет саморазогревания мусора, и поэтому называется биотермическим. Этот процесс происходит в результате роста и развития разнообразных, в основном теплолюбивых (термофильных), микроорганизмов в аэробных условиях (т. е. при достаточном доступе воздуха).[ …]

В процессе минерализации азота почвы образуются разнообразные аминокислоты, которые усваиваются микроорганизмами. В результате ферментативной деятельности почвенных микроорганизмов аминокислоты, расщепляясь, выделяют аммиак. Процесс образования аммиака из органических веществ называется аммонификацией. Интенсивность аммонификации зависит от реакции среды, аэрации почвы и других условий. Наиболее интенсивно выделяется аммиак в аэробных условиях (при доступе кислорода). При недостатке кислорода этот процесс замедляется.[ …]

Наряду с мусоросжигательными заводами, полигонами для захоронения все шире применяют мусороперерабатывающие заводы (рис. 10.22). В соответствии со схемой процесс обезвреживания отходов осуществляется путем биотермиче-ского компостирования, проводимого в две стадии: 1) в горизонтальных вращающихся биобарабанах; 2) в штабелях на площадках дозревания. В биобарабанах при температуре 55— 60 °С в аэробных условиях протекает биохимическое окисление органических компонентов отходов и одновременно погибают болезнетворные микроорганизмы, яйца гельмитов, личинки и куколки мух.[ …]

Бактерии, принадлежащие к этому и другим близким родам, чрезвычайно широко распространены в природе. Типичные гетеротрофы, расщепляющие целлюлозу в растительных остатках, систематически поступающую в почву с растительным опадом. Многие из них способны разлагать парафин и циклические соединения. В лабораторных условиях успешно культивируются на фильтровальной бумаге, наложенной на питательную среду в аэробных условиях. Роль этой группы микроорганизмов исключительно велика, так как они обеспечивают распад важнейшего природного вещества — целлюлозы — и перевод его в соединения, доступные для других организмов, не обладающих ферментным аппаратом, позволяющим расцеплять целлюлозу. Более того, целлюлоза является главным энергетическим материалом, поступающим в природные субстраты за счет основного процесса на нашей планете — фотосинтеза. Затем следует цепочка превращений органических веществ, заканчивающаяся их полной минерализацией. Это обеспечивает нормальный круговорот веществ в природе.[ …]

На открытом воздухе концентрация пентахлорфенола естественно значительно ниже, чем в закрытых помещениях. Средняя загрязненность по ПХФ воды в реке Рур составляет 0,1 млрд-1, в иле очистных сооружений 0,2—10 млрд 1 и в почве до 184 млрд » . При этом неизбежно и загрязнение растительных продуктов питания. Например, в зерне и сахаре была обнаружена концентрация препарата от 1 до 100 млрд Ч Во внешней среде на! открытом воздухе пентахЛорфенол отличается устойчивостью. В воде при аэробных условиях время полураспада препарата составляет 72— 80 дней, в почве время «жизни» составляло от 2 нед до 2 мес.[ …]

Положительные стороны данной конструкции — снижение строительной стоимости сооружений благодаря отсутствию вторичных отстойников как самостоятельных сооружений; повышение производительности и более экономичное расходование воздуха (по сравнению с обычными аэротенками), объясняемое осреднением скоростей потребления кислорода, улучшением состава и свойств активного ила и повышением его рабочей дозы; отстаивание активного ила в аэробных условиях и отсутствие перекачки циркулирующей его части. К недостаткам аэротенка-отстойника следует отнести отсутствие регенерации активного ила и значительное влияние гидравлической перегрузки на вынос взвешенных веществ.[ …]

Исследование выполнялось в стандартных условиях: 0,05 М фосфатный буфер, pH = 7,0; субстрат — 5 г/л; биомасса — 8,5 мг(асв)/мл; аэробные условия, температура реакции 32 °С, время реакции — 4 ч..[ …]

Основными стандартными методами контроля за состоянием загрязнения вод являются определение химического потребления кислорода (ХПК) и биохимического потребления кислорода (БПК). Химическое потребление кислорода — это величина, характеризующая общее содержание в загрязнённой воде органических и неорганических восстановителей, реагирующих с сильными окислителями. Значение ХПК обычно выражают в единицах количества кислорода, расходуемого на окисление. БПК — это количество кислорода, требуемого для окисления находящихся в воде органических веществ в аэробных условиях в результате происходящих в загрязнённой воде биологических процессов. При относительной простоте и доступности этих методов невозможно достичь высокой точности определения концентраций загрязнений. Такие соединения, как пиридин, бензол, толуол не окисляются и определить их наличие в пробе этими методами невозможно.[ …]

Второй тип аэрационного стабилизационного пруда показан на рис. 11.39. Сжатый воздух вводится через ряды пластиковых труб, установленных поперек дна пруда. Пузырьки воздуха, поднимающиеся на поверхность, обеспечивают вертикальное перемешивание и распределение растворенного кислорода. Глубина воды в аэрационных прудах обычно составляет 3 м; используется последовательная схема работы лагун с общим временем пребывания от 25 до 35 сут. Система трубчатой аэрации наиболее успешно применяется в тех местах, где поверхность прудов зимой замерзает на несколько месяцев и для поддержания аэробных условий необходима подача атмосферного воздуха. В районах с таким климатом качество воды, вытекающей из неаэри-руемых факультативных прудов, обычно является неудовлетворительным, а поверхностные аэраторы выходят из строя при образовании льда.[ …]

Другие растворители в известной степени проявляют канцерогенные свойства. Для тетрахлорэтилена некоторые данные были получены после опытов на мышах и крысах. Для человека канцерогенное действие обнаружено не было, но в результате образования радикалов это соединение проявляет токсичность, действуя на печень так же, как тетрахлорэтан (уравнение 5.1, рис. 5.2), кроме того повреждаются почки и центральная нервная система. Тетрахлорэтилен также оказывает токсическое действие на микроорганизмы и другие живые вещества. Это обстоятельство следует иметь в виду хотя бы потому, что период полураспада этого соединений в аэробных условиях составляет девять месяцев.[ …]

Митохондриями, или хондриосомами, называются органоиды клетки эукариотов, представляющие собой мембранные внутриклеточные образования. Форма и размеры их различны — от овальных и грушевидных телец до нитевидных или ветвистых. По своему назначению митохондрии представляют собой центры сосредоточения ферментов энергетического обмена. М. Н. Мейсель обнаружил [175], что клетки дрожжей при брожении содержат меньшее число митохондрий, которые гипертрофированы (бродильный тип клеток). Аналогичная картина наблюдается и в аэробных условиях при избытке углеводов в среде, особенно сахарозы и глюкозы. Цитологически наблюдается бродильная перестройка митохондриального аппарата.[ …]

Природные органические вещества принимают участие в постоянном процессе круговорота элементов в биосфере Земли. Возможность деструкции всех природных органических веществ микроорганизмами ни у кого не вызывает сомнения. Сто лет назад Луи Пастер писал: «…роль бесконечно малых казалась мне бесконечно большой… благодаря участию их в разложении и возвращению в воздух всего, что жило!» [197]. Очень яркая, образная картина огромного кладбища, каким предстала бы перед нами природа в отсутствие микроорганизмов, представлена в известном учебнике академика В. Л. Омелянского [193]. Видный советский микробиолог А. Е. Крисс [150] указывает: «По доступности для бактериальных ферментов органическое вещество разделяется на нестойкое и стойкое органическое вещество. Эти термины означают, что всякое органическое вещество в подходящих условиях подвергается превращениям энзимами бактерий, но не с одинаковой легкостью». Автор здесь имеет в виду «органическое вещество», продуцируемое в Мировом океане. Но эти слова можно в полной мере отнести ко всем природным органическим соединениям биосферы, особенно если учесть деятельность не только бактерий, но актиномице-тов и микроскопических грибов. И то, что органика сохраняется на протяжении веков в древннх мощах, мумиях египетских фараонов и т. п., отнюдь не означает, что она стойка к микробной атаке, а означает лишь отсутствие «подходящих условий» для проявления разрушительной способности микроорганизмов. То же самое можно сказать и об углеводородах нефти, которые залегают в недрах Земли практически без изменений миллионы лет — будучи извлеченными на поверхность, в аэробных условиях они сразу же находят для себя потребителей среди разнообразнейших представителей микробного мира.[ …]

Анаэробные и аэробные процессы в природе

Аэробные процессы возможны только с участием кислорода, растворенного в верхних слоях искусственного/естественного водоёма. Анаэробные процессы проходят без содействия воздуха, как правило, в слоях, образующих дно водоема.

Необходимые для аэробного процесса запасы кислорода образуются:

  • за счёт атмосферных осадков;
  • вследствие диффузии – выделения кислорода из воздуха в верхние слои водоема;
  • как результат жизнедеятельности водорослей, которые выделяют свободный кислород, поглощая и разлагая углекислоту.

Кислород расходуется в водоемах на окисление микроорганизмами органических компонентов. Те, в свою очередь, распадаясь на более простые составляющие, минерализуются, образуя неорганические вещества. К примеру, в почве – соли азотной кислоты, фосфорно- и сернокислые соединения и т. д.

Самоочищение происходит также при участии простейших животных организмов (черви, рачки, моллюски, коловратки и другие), которые потребляют в пищу органические вещества.

Растительные и животные макро- и микроорганизмы, обитающие в водоемах, подразделяются на два класса – планктон и бентос (стоит отметить, что рыба и некоторые речные и морские животные относятся к нектону). Бентос – это организмы, обитающие и связанные с дном водоема, а также поверхностями всевозможных подводных предметов (камней, бетонных блоков и свай и т. д.). Планктон – организмы, населяющие верхние водные слои. Находятся во взвешенном состоянии и разносятся в различных направлениях вместе с течением.

Бентос и планктон, помимо очистительных функций, выполняют ещё и роль сигнализатора, по которому определяют степень загрязнения водоёма. Произведя биологический анализ воды, можно определить, какие виды организмов там обитают, как происходит процесс самоочищения, какое санитарное состояние водоема.

Если произвести взятие пробы в самом загрязняемом месте водоема, так называемой полисапробной зоне (городские, заводские стоки), то выявится максимальное присутствие в воде бактерий, которым для жизнедеятельности не требуется свободный кислород. Это гетеротрофные организмы, питающиеся исключительно органическими соединениями. Бактериологические исследования показывают при этом низкий титр кишечной палочки и большое количество бактерий.

  • < Назад
  • Вперёд >

Анаэробные условия — Справочник химика 21

    В анаэробных условиях биологически перерабатываются твердые, полужидкие вещества и осадки сбраживаются осадки первичных отстойников и избыточного активного ила аэробных биологических систем очистки бытовых вод и их смесей с некоторыми промышленными сточными водами. Основное преимущество анаэробного сбрахобразование биологически активных твердых веществ. Из перерабатываемых органических веществ только жиры, белки и углеводы обеспечивают выход газа при анаэробной переработке. Образующиеся при сбраживании летучие органические кислоты под действием метановых бактерий перерабатываются в метан, воду и биологически активное твердое вещество. [c.105]
    Различают анаэробные бактерии, жизнедеятельность которых может протекать при отсутствии кислорода, и аэробные — только в присутствии кислорода. Наибольшую опасность представляют анаэробные сульфатвосстанавливающие бактерии, которые широко распространены в природе и развиваются в илистых, глинистых и болотных грунтах, грязи, сточных водах, нефтяных скважинах, донных осадках, почве, цементе, где возникают анаэробные условия. Наиболее благоприятной средой для развития этих бактерий являются грунты с pH = 5-9 (оптимально 6-7,5) при температуре 25-30 °С. Бактерии восстанавливают содержащиеся в грунте сульфаты, используя образующийся при катодном процессе водород, до сульфид-ионов с выделением кислорода  [c.48]

    При разложении органических веществ в условиях высоких значений ОВ-потенциала в почве образуются преимущественно сульфаты, а при его низких значениях, т. е. в анаэробных условиях,— сульфиды. [c.261]

    Как указывает Трейбс [57], этот факт убедительно доказывает, что исходное органическое вещество нефти связано с зелеными морскими водорослями или другими морскими растительными формами и что органические остатки сохранялись в обстановке, исключающей окисление, т. е. в анаэробных условиях. Наличие хлорофилловых порфиринов может служить доказательством того, что процесс образования нефти протекал при относительно низких температурах. Из этого следует, что асфальт не является продуктом окисления, а представляет собой нормальный продукт, получающийся в процессе образования нефти в анаэробных условиях. [c.81]

    Первая стадия процесса сжигания пищи не требует присутствия кислорода. Она осуществляется во всех живых организмах и называется анаэробной ферментацией, или гликолизом ( разложением глюкозы ). В присутствии кислорода окончательным продуктом этой стадии, как было указано выше, является пировиноградная кислота. Но в других организмах, не использующих кислород, или в некоторых микроорганизмах, использующих кислород, но лишенных его, образуются другие соединения. Клетки дрожжей в анаэробных условиях превращают глюкозу в этанол, некоторые типы бактерий образуют ацетон, а клетки человеческих мышц образуют молочную кислоту  [c.326]

    Интенсивнее протекает коррозия стали в морском грунте в присутствии сероводорода, который может образовываться при микробиологическом восстановлении сульфатов или при разложении больших количеств органических веществ в анаэробных условиях. Действительно, результаты испытаний стали в донном иле, содержащем 0,021—0,061 вес. % НйЗ, показали, что скорость коррозии, отнесенная к поверхности коррозион- [c.191]


    Сбраживание осадка сточных вод. Сбоаживание осадка сточных вод ведется в анаэробных условиях, в которых органические вещества под действием различных симбиотических организмов, переходя через большое число промежуточных продуктов, разлагаются до углекислоты и метана. Методы очистки сточных вод с помощью микроорганизмов изложены в гл. ХП1. [c.235]

    Такая же направленность в изменении нефтей отмечается и при бактериальном окислении нефтей в анаэробных условиях. [c.130]

    Фирмой Дюпон (Канада) для производства полупродуктов получения найлона — адипиновой кислоты и гексаметилен-диамина— разработан новый процесс очистки концентрированных сточных вод, богатых азотсодержащими соединениями, путем биологической нитрификации — деиитрификациц. В разработанном процессе предусматривается сочетание аэробного и анаэробного окисления. Нитрификация протекает в аэробных условиях в присутствии диоксида углерода, причем аминный и аммиачный азот биоокисляется до нитритов и нитратов. Денитрификация протекает в анаэробных условиях в среде биораз-лагаемого продукта (обычно метанола). При этом нитраты восстанавливаются до нитритов и в конечном счете до газообразного азота. Поступающие на очистку стоки имеют следующую характеристику содержание общего органического углерода — 3000 мг/л NO2 , N0 3, Nh5+ в пересчете на азот соответственно 800, 90 и 230 мг/л органического азота в пересчете на азот —240 мг/л, БПК —6000 мг/л. Процесс позволяет удалять 98% органических веществ и 80—90% общего азота сточных вод. [c.105]

    Микроорганизмы, находящиеся в большом количестве в почвах и грунтах, могут вызывать значительное местное ускорение коррозии металлов, в частности стали (рис. 278). Наибольшую опасность представляют анаэробные сульфат-редуцирующие бактерии, которые развиваются в илистых, глинистых и болотных грунтах, где возникают анаэробные условия. Зти бактерии в процессе жизнедеятельности восстанавливают содержащиеся в грунте сульфаты, потребляя образующийся при катодном процессе водород, до сульфид-ионов с выделением кислорода  [c.388]

    Известно, что при снижении концентрации растворенного кислорода вплоть до значений, соответствующих анаэробным условиям, и увеличении ее свыше определенных пределов нарушаются нормальные условия жизнедеятельности микроорганизмов активного ила. Длительное нарушение нормальных условий может привести к гибели клеток активного ила и полному прекращению процесса очистки. По данным ВНИИ ВОДГЕО, скорость биохимического окисления возрастает в 1,5—2 раза при повышении концентрации растворенного кислорода с 2 до, 8—10 мг/л, а при последующем ее увеличении изменяется мало. [c.168]

    В закрытых сооружениях существенное значение имеет также поддержание заданного давления. Повышение давления выше требуемого может привести к разгерметизации системы и неэффективному расходованию кислорода. Снижение давления ниже расчетного приводит к недостаточно полному отводу отработанного газа из системы и вследствие этого к снижению концентрации растворенного кислорода вплоть до концентрации, соответствующей анаэробным условиям. [c.168]

    Кроме того, иа модельных системах показано, что прн фотолизе метилкор-риноидов в анаэробных условиях может также происходить гомолитическое расщепление связи Со—С с образованием Со(П) и метильных радикалов  [c.396]

    Работами прошлых лет доказана принципиальная возможность биологического окисления нефтей как в аэробных, так и анаэробных условиях [11]. Было найдено, что биологическое изменение приводит к постепенному превращению парафинистых нефтей в нафтеновые в силу избирательного потребления микроорганизмами углеводородов ряда метана. Так, в процессе биодеградации происходит повышение плотности нефтей и увеличение доли смолистых соединений. [c.232]

    Хотя все посмертные изменения растений происходят под водой или во всяком случае в сильно увлажненной среде, доступ воздуха, а следовательно, кислорода, не может быть полностью исключен. Поэтому химические превращения частей растений в начальной стадии протекают как правило в аэробных условиях (на воздухе), а по мере их погружения в толщу земли — в анаэробных условиях (с малым доступом или вообще без доступа воздуха). Существуют аэробные и анаэробные микроорганизмы. [c.41]

    На разрушение битумов под действием микроорганизмов влияют следующие основные факторы тип микроорганизма температура роста pH среды парциальное давление кислорода, т. е. аэробные или анаэробные условия состав битума. [c.193]

    Процессы биологического разрушения загрязнений происходят как в открытых акваториях, так и в грунтовых водах и почвах как в аэробных, так и анаэробных условиях. Разрушение происходит под действием микроорганизмов, в результате поглощения зоопланктоном, усвоения морскими животными. Полное биоразложение под действием микроорганизмов в естественных условиях протекает весьма медленно — от 10—25 лет до нескольких столетий. [c.81]

    Тормозящей ступенью является доставка кислорода (анаэробные условия). Коррозионный процесс контролируется катодной реакцией (рис. [c.43]

    Наряду с превращениями азотистых веществ особый интерес представляют превращения безазотистых веществ — целлюлозы. Минерализацией целлюлозы занимался В. Л. Омелянский. Ему удалось показать, что в почве встречается обильная микрофлора, разрушающая целлюлозу в анаэробных условиях. [c.242]

    Совершенно очевидно, что азотистые соединения имеют биогенное происхождение. Весьма вероятно, что порфириновые группировки создавались еще живыми организмами и перешли в нефть в качестве унаследованного продукта. С другой стороны, источником азотистых соединений могли быть белковые йещества, потому что белки содержат до 15—19% азота. Так как белки характерны главным образом для животных организмов, именно эти последние рассматривались как исходный материал нефти. В результате распада белков образуются различные аминокислоты с одной или двумя карбоксильными группами, если распад белков происходил в анаэробных условиях. В случае аэробного разложения белков азот выделяется в виде аммиака. Анаэробное разложение белков дает кроме аминокислот некоторые циклические соединения, содержащие пироллоповые или пирролидоновые циклы. Если исходный материал нефти содержал полисахариды, возможна реакция их альдегидной группы с аминогруппой аминокислот, При этом образуются темные продукты конденсации. Этой реакции приписывается большая роль при образовании углей из смешанного целлюлозно-лигнинового материала. Продукты конденсации аминокислот с целлю лозным материалом, так называемые меланоидины, возможно, могли бы дать циклические азотистые соединения, по своему строению достаточно далекие от исходных форм. Однако все эти предположения требуют еще прямых доказательств. [c.166]

    Этот процесс может происходить как в аэробных, так и анаэробных условиях. [c.265]

    В отстойниках и в водоприемных колодцах протекают микробиологические процессы, связанные с разложением органического вещества в анаэробных условиях. [c.299]

    На всех очистных сооружениях, работающих в аэробных и анаэробных условиях, механизм очистки сточных вод сводится к двум процессам  [c.300]

    Фосфор, входящий в живую массу, после отмирания организмов под действием серобактерий и аммонифицирующих бактерий минерализуется. В анаэробных условиях при наличии органического вещества восстанавливается до РН3.  [c.141]

    Для нормального протекания процесса самоочищения прежде всего необходимо наличие в водоеме после спуска в него сточных вод запаса растворенного кислорода. Химическое или бактериальное окпслсние органических веществ, содержащихся в сточных водах, приводит к снижению концентрации растворенного в воде кислорода (в 1 л воды содержится всего 8—9 мл растворенного кислорода, в 1 л воздуха — 210 мл кислорода). Влияние дезоксигенизирующих (снижающих содержание кислорода) агентов выражается в замене нормальной флоры и фауны водоема примитивной, приспособленной к существованию в анаэробных условиях. Органические вещества, взаимодействуя с растворенным кислородом, окисляются до углекислого газа и воды, потребляя различное количество кислорода. Поэтому введен обобщенный показатель, позволяющий оценить суммарное количество загрязнений в воде по поглощению кислорода. [c.76]

    Нами совместно с В.Л. Мехтиевой (экспериментальные работы проведены В.Л. Мехтиевой, ИКС — автором) были изучены нефти, подвергшиеся в лабораторных условиях различным видам гипергенных преобразований. В условиях эксперимента были выявлены роль различных гипергенных факторов в преобразовании нефтей и масштабы этих процессов в аэробных и анаэробных условиях, при бактериальном окислении, выветривании и растворении. В качестве объекта исследования была выбрана нафтено-ароматическая нефть Прикаспийской впадины месторождения [c.129]

    НИН и выветривании, как в аэробных (более существенно), так и в анаэробных условиях значительно возрастает количество кислородсодержащих карбонильных группировок, что отражается на интенсивности п. п. 1710 см О 0,1). В природных условиях нефти с такими значениями интенсивности п. п. 1710см» (>0,1), как отмечалось выше, встречаются в зоне идиогипергенеза — на небольших глубинах, где идут интенсивные процессы окисления. Опыты показали также, что во всех случаях возросла роль ароматических структур как в ароматических кольцах (1610 см ), так и в замещенных ароматических соединениях (750 см» ) за счет, видимо, сокращения доли алифатических УВ. [c.131]

    Влияние условий па образование нофти проявляется с момента осаждения остатков органических веществ в морских осадках — глинах и песках — при температуре воды океана. Анаэробные условия, необходимые для частичного сохранения пефги, могут возникнуть в результате быстрого осаждения на прибрежных площадях бассейна нли в спокойных глубоководных частях, как, например, в Черном море, где в илах на дне на большой поверхности содер кится от 25 до 35 % органического вещества. В результате быстрого осадконакопления образуются мощные пласты большинство, а возможно, и все крупные нефтяные месторождештя мира найдены в бассейнах или прибрежных отложениях этого типа. [c.84]

    Не полностью используемый бактериями на окислительные процессы кислород обеспечивает протекание катодной деполяризационной реакции грунтовой коррозии стали в анаэробных условиях. Сероводород уменьшает перенапряжение водорода в кислых и слабокислых грунтах, облегчая протекание катодного процесса в этих условиях. Сульфид-ионы, действуя как депассиваторы, а также связывая железо в труднорастворимые и малозащитные сульфиды, растормаживают анодный процесс коррозии стали. По данным некоторых исследователей, скорость коррозионного разрушения стали при воздействии этих бактерий может возрастать в 20 раз. [c.388]

    П1ЮЦСССЫ бактериальной коррозии могут протекать в аэробных и анаэробных условиях. Наиболее характерные случаи усиления коррозии железных конструкций под влиянием жизнедеятельности бактерий наблюдаются в анаэробных условиях. Микроорганизмы могут оказать непосредственное влияние на катодные или анодные электрохимические процессы, могут изменить физико-химические свойства грунта и, следовательно, ее агрес-сивчость, а в некоторых случаях могут разрушать защитные по-КрЬ1ТИЯ. [c.189]

    Так, лигнин характерен -л)Льш( Й частью для наземной растительности и практичес » не содержится в простейн1ИХ водных растениях. Невелик его участие и в придонной растительности (красные и бз рые водоросли). Полная минерализация его до СО2 и Н2О возможна лишь при полном доступе кислорода. В анаэробных условиях и при неполном доступе кислорода он распадается только частично с образованием гуминовых кислот. [c.30]

    Превращения углеводов, входящих в состав отмерших организмов, начинаются еще в водной среде. В верхнем слое донного осадка, в аэробной обстановке, может быть полностью минерали- зована даже клетчатка — наиболе устойчивая среди полисахаридов. В анаэробных условиях, когда происходят различные виды брожений, выделяются Н2О, СО2, СН4 и Нг. Микроорганизмы, использующие в качестве питания углеводы, синтезируют другие [c.30]

    Вследствие возникновения анаэробных условий в почве приостанавливается или полностью прекращается процесс нитрификации и усиливается аммонификация. В опытных образцах загрязнение нефтью всего 1% привело к сильному (в серо-лесной к 12-кратному, в черноземе — 7-кратному) игажению содержания нитратного азота. В черноземе изменение аммонийного азота за [c.144]

    В попытке выйти изданной ситуации в Канаде разработан ряд подходов с применением ПАВ, преобразующих высокомолекулярные углеводороды, токсичные для микроорганизмов, в состояние, доступное воздействию микробов [269]. Эффективность действия таких ПАВ во многом зависит от характера очищаемых почв. Для повыщения эффективности биовосстановления в систему вводят био-ПАВ — метаболиты бактерий, грибков и дрожжей ведется поиск био-ПАВ, способных действовать как в аэробных, так и в анаэробных условиях, что весьма важно при очистке почв исследуются необходимые питательные добавки, способствующие образованию таких био-ПАВ. Проведенные испытания показали эффективность такого метода по сравнению с традиционным удалением почвы после ввода био-ПАВ, биопитательной смеси и перепахивания почвы в первые 6 недель быстро падало содержание высокомолекулярных и повышалось количество низкомолекулярных углеводородов через 16 недель все концентрации экспоненциально снизились почти до нуля полное восстановление произошло через 25 недель, а стоимость оказалась в 5 раз ниже, чем при удалении и переработке почвы. Таким же образом возможна очистка и в морской среде. [c.391]

    В процессе очистки сточных вод используются следующие приемы 1) удаление грубой взвеси путем отстаивания и коагулирования 2) экстрагирование загрязняющих воду веществ 3) адсорбция загрязняющих воду веществ 4) отгонка их с водяным паром (эва-порация) 5) нейтрализация кислот и оснований 6) флотация загрязняющих воду веществ 7) хлорирование — дезинфекция сточных вод 8) химическая очистка 9) кристаллизация 10) биологическая очистка И) сбраживание осадка сточных вод в анаэробных условиях. [c.227]

    Потребность микроорганизмов в факторах роста не постоянна, она может изменяться в зависимости от условий их культивирования. Например, плесневый гриб МисоггоихИ нуждается в витаминах биотине и тиамине лишь при росте в анаэробных условиях, а в аэробных условиях он сам синтезирует эти витамины. Подобная изменчивость к факторам роста наблюдается у организмов, выращиваемых на средах с различными значениями pH. Увеличение температуры выше оптимальной изменяет отношение микроорганизма к факторам роста. [c.283]

    При очистке сточных вод, как правило, отделяют твердую фазу от жидкой затем обрабатывают п аэробных процессах создается активный ил, активная пленка, а при анаэробных — септический или сброженпьи осадок. В обоих случаях скорость процесса минерализации заппсит от массы или, точнее, от поверхности участвующих микробов, от их контакта с загрязняющим воду веществом. [c.300]

    Количество необходимых молекул воды для данной реакции при полном разложении органического вещества с образованием газа установлено исследованиями Бузвелл и Бо-руфф. На основании соотношения между углеродом, водородом и кислородом в исходном веществе ив конечных продуктах брожения Бузвелл и Симонс вывели универсальное уравнение, по которому в анаэробных условиях сбраживаются органические вещества, состоящие только из С, Н и О  [c.316]

    Конечно, это вовсе не означает, что Пастер был непогрещим. И здесь хотелось бы отметить, в частности, ту негативную сторону защищаемой им биологической концепции, которая относится к вопросу об освоении каталитического опыта живой природы, т. е. к теме настоящей книги. Не отрицая в принципе для некоторых про-стейщих случаев биокатализа возможности выделения активного начала фермента и уподобления его неорганическому катализатору, Пастер решительно защищал тезис о том, что катализатором брожения является целостная живая клетка, и, следовательно, брожение, в особенности в анаэробных условиях, есть элемент жизнедеятельности. Такое утверждение если и не исключало вовсе, то во [c.179]

    Хорошо известно, что АТФ как богатый энергией фосфат используется во многих биохимических процессах. Запасание химической энергии следует из возможности гидролиза АТФ до АДФ и Н3РО4 (около 25 кДж/моль). Поскольку реакция (8.46) может происходить независимо от восстановления СО2 в анаэробных условиях, представляется возможным первоначальное развитие организмов в направлении использования ими света для запасания энергии, а не для синтеза новых органических соединений. Возникновение собственно фотосинтеза было, таким образом, более поздним эволюционным этапом. [c.230]


Аэробные и анаэробные нагрузки: в чем разница

кардиотренировка

аэробика

ходьба, бег, плавание

скакалка

велотренажер

кардиотренировка

аэробика

ходьба, бег, плавание

скакалка

велотренажер

Аэробная тренировка, как правило, длительная. Упражнения задействуют большие группы мышц. «Аэробные тренировки решают задачи по улучшению общей выносливости, работоспособности сердечно-сосудистой и дыхательных систем», — говорит Вадим Бобылев, методист тренажерного зала сети фитнес-клубов World Class.

«Упражнения долговременные, выполняются в одном умеренно-интенсивном темпе. Например, спринтерский забег на 200 метров с максимальной скоростью нельзя считать аэробной нагрузкой», — дополняет Рушан Сабитов, старший тренер проекта outdoor fitness Sportules.

занятия в тренажерном зале с  утяжелителями

спринтерский бег

подъемы по ступеням

езда на велосипеде на большой скорости и на небольшие расстояния

занятия в тренажерном зале с  утяжелителями

спринтерский бег

подъемы по ступеням

езда на велосипеде на большой скорости и на небольшие расстояния

«Одна из главных задач анаэробных тренировок — увеличение показателей силовой выносливости и всех видов силы, например, взрывной и абсолютной, укрепление и рост мышц, улучшение состояния опорно-двигательного аппарата, исправление осанки, тренировка аппарата Гольджи, который отвечает за транспортировку белков, необходимых для роста мышц», — объясняет Дмитрий Жихарцев, топ-тренер Crocus Fitness.

«При низком уровне подготовки в приоритете будут аэробные тренировки. Выносливость общая — аэробные, выносливость специальная — анаэробные. Оба вида нагрузок можно выполнять в комфортное для вас время. Время суток, как показывают многочисленные исследования, не играет решающего значения, имеет место только регулярность — привычка», — уверяет Вадим Бобылев.

Аэробные и анаэробные нагрузки отличаются способом образования молекулы АТФ — иными словами, энергии в организме. Главная разница заключается в том, ключевую роль играет кислород в образовании энергии, которая необходима нашему организму для тренировок, или нет. «Когда кислород не является основополагающим фактором, нагрузка считается анаэробной. Если кислород работает как главный катализатор синтеза — это аэробная нагрузка, — объясняет топ-тренер Crocus Fitness. — Кроме того, существует разница в продолжительности физической нагрузки с максимальными усилиями. В первые 8–12 секунд наш организм использует энергию, синтезируемую в мышцах без участия кислорода, но, если через этот промежуток времени кислород подгоняется к мышцам, нагрузка становится уже аэробной».

Для выполнения упражнений необходима энергия, поэтому до любой тренировки необходимо поесть. «Лучше это сделать за час-полтора. Можно включить в прием пищи продукты с высоким содержанием белка, достаточным количеством жиров, а также сложные углеводы. Примерно через час после тренировки нужно поесть более основательно, чтобы восстановить силы. Для похудения важен отрицательный баланс калорий, для набора массы — положительный», — объясняет методист тренажерного зала сети фитнес-клубов World Class.

«Для кого-то анаэробные нагрузки могут оказаться неэффективными, поскольку человек быстро расходует энергию и не сможет продолжать занятия необходимое время. Кому-то, наоборот, больше подойдут высокоинтенсивные тренировки с высокой нагрузкой, занимающие меньше времени, чем длительные аэробные упражнения. Девушкам, которым не нужно наращивать мышечную массу, я бы рекомендовал обратить внимание именно на аэробные нагрузки», — советует старший тренер проекта outdoor fitness Sportules.

Похудеть на одних только аэробных или исключительно на анаэробных нагрузках не получится. «Анаэробные нагрузки более энергозатратные, а к аэробным нагрузкам ваш организм может довольно быстро адаптироваться и начать откладывать жиры. Похудеть только с помощью аэробных тренировок крайне тяжело. Лучше всего строить тренировочный комплекс на грамотном миксе, который вам поможет составить тренер», — рекомендует Дмитрий Жихарцев.

Анаэробные и аэробные нагрузки — что это: отличия и особенности

Если вы увлекаетесь спортом, то наверняка слышали о таких словосочетаниях, как аэробная и анаэробная нагрузка. В чем принципиальная разница между ними и как использовать разные подходы к тренировкам для достижения наилучшего результата? Обо всех подробностях физических нагрузок, используемых в профессиональном и любительском спорте, мы расскажем вам в этой статье.

Особенности аэробной нагрузки

Для достижения результата используются упражнения, главным источником энергии для которых является кислород. То есть такие тренировки направлены на укрепление всех тканей организма. Использовать их стали еще в семидесятые годы двадцатого века, а в современном фитнесе они занимают почетное место среди обязательных упражнений для поддержания отличной формы и быстрой потери веса.

Полезно знать: ученые установили, что именно аэробные занятия способствуют жиросжиганию и контролю уровня подкожно-жировой клетчатки*.

Аэробные нагрузки – это:

  • все виды аэробики;
  • велопрогулки;
  • катание на лыжах, коньках и роликах;
  • плавание;
  • бег и занятия на беговой дорожке;
  • спортивная ходьба;
  • танцы.

Как видите, выбор действительно внушительный: при желании вы легко сможете подобрать подходящую аэробную нагрузку, которая не только поможет держать организм в тонусе, но и будет доставлять настоящее удовольствие.

Польза аэробных упражнений

Почему все тренеры в обязательном порядке рекомендуют чередовать различные типы нагрузок и не забывать о «кислородной тренировке»? Дело в том, что аэробные упражнения способны принести максимум пользы:

  • повысить выносливость;
  • снизить риск развития болезней сердечно-сосудистой системы;
  • вывести шлаки и токсины из организма;
  • предотвратить развитие сахарного диабета и избавиться от инсулинорезистентности;
  • укрепить костную ткань;
  • улучшить эмоциональное состояние и эффективно бороться со стрессом;
  • повысить качество сна, избавиться от бессонницы.

А еще во время выполнения таких упражнений отлично расходуются калории, за счет чего запускается процесс жиросжигания. В итоге организм быстрее теряет лишний вес.

Интересный факт: большим поклонником аэробных нагрузок является Арнольд Шварценеггер, благодаря которому они стали невероятно популярными в среде профессиональных бодибилдеров.**

Как это работает?

Во время первых двадцати минут выполнения любых аэробных нагрузок быстро сжигается гликоген, полученный организмом за целый день. И только через полчаса от начала тренировки начинают расходоваться белки и жиры. Если тренировка занимает не менее сорока минут, то она проходит не зря: запущенный процесс жиросжигания продолжается еще в течение двух часов. Однако, для того чтобы аэробная нагрузка помогала быстрее худеть, придется скорректировать пищевые привычки:

  • отказаться от фастфуда, магазинных сладостей и покупных концентрированных соков;
  • снизить количество сахара в рационе;
  • следить за балансом белков, жиров и углеводов;
  • употреблять больше клетчатки;
  • соблюдать водно-солевой баланс.

Если после тренировки хочется есть, можно выпить натуральный йогурт или стакан протеинового коктейля от Herbalife Nutrition. Эти продукты не повлияют на положительный эффект, а вот пища, богатая углеводами, остановит процесс жиросжигания.

Особенности анаэробной нагрузки

Это интенсивные и кратковременные упражнения с максимальным напряжением мышц. Во время таких тренировок организм практически не получает кислород, в результате чего увеличивает количество расходуемой энергии. Упражнения выполняют быстро, по несколько коротких подходов. К таким тренировкам относятся:

  • спринтерский бег;
  • быстрая езда на велосипеде;
  • пауэрлифтинг;
  • бодибилдинг;
  • все виды силовых тренировок;
  • занятия на спортивных тренажерах.

При этом все упражнения чередуются с кратковременными перерывами, которые позволяют организму восполнить недостаток кислорода. Такие тренировки помогают быстрее избавиться от лишнего веса, разогнать застойные явления, накачать мышцы и добиться красивого рельефа фигуры. Однако чрезмерная перегрузка очень опасна и может спровоцировать нарушения работы органов дыхания или сердечно-сосудистой системы. Именно поэтому анаэробные нагрузки нужно выполнять под внимательным контролем тренера.

Польза анаэробных упражнений

С помощью правильного выполнения таких тренировок можно добиться отличных результатов:

  • развить выносливость;
  • получить высокие показатели силы;
  • ускорить процесс жиросжигания за счет большой потери калорий во время выполнения упражнений;
  • укрепить и увеличить мышцы;
  • добиться красивого рельефа;
  • исправить осанку и усилить опорно-двигательный аппарат;
  • повысить уровень иммунитета;
  • снизить риски сахарного диабета;
  • увеличить тонус организма и избавиться от постоянной усталости.

Для достижения наилучших результатов рекомендуется сочетать анаэробные упражнения с правильным питанием. Для атлетов, выбравших этот способ набора мышечной массы, оптимальной станет диета с увеличенным количеством белка.

Интересный факт: эффект от анаэробной тренировки сохраняется на протяжении тридцати шести часов, когда в организме продолжают активно действовать метаболические процессы, способствующие жиросжиганию и росту мышц.***

Как это работает?

Нагрузки такого типа дают эффект при правильном и регулярном выполнении определенных упражнений. В механизм проработки мышц подключаются два основных фактора.

Анаэробный гликолиз. Во время выполнения упражнения мышцы расходуют весь свой запас кислорода: этого хватает для кратковременной нагрузки длительностью не более двенадцати секунд. После этого организм начинает потреблять кислород, и нагрузка превращается в аэробную. Однако весь эффект тренировки держится именно на гликолизе. Для того чтобы человек смог выполнять физические упражнения, нужна энергия, а ее организм получает из молекулы АТФ, которая есть, в том числе, в мышцах.

Анаэробный порог. Это показатель интенсивности выполнения упражнения, в результате которого определенное количество молочной кислоты превышает уровень ее нейтрализации. Для измерения этого порога можно использовать измерение частоты сердечных сокращений. Это позволит выявить тот ритм тренировок, в ходе которых процесс жиросжигания будет проходить наиболее активно.

Анаэробное и аэробное дыхание

При тренировках могут использоваться оба варианта получения кислорода. Во время аэробных нагрузок именно дыхание помогает правильно растрачивать энергию. Кислород окисляет углеводы, легкие активно перерабатывают этот газ и насыщают все ткани организма. В итоге дыхательная система становится крепче, а масса тела уменьшается. Чем отличается анаэробная нагрузка? Для выполнения упражнений кислород не нужен: роль окислителя играют вещества, содержащиеся в тканях. То есть фактически организм дышит на клеточном уровне. При этом нужно понимать, что использование только одного типа нагрузки – не совсем корректное решение. Если речь идет о тренировках ради быстрой потери веса, проработки мышц и получения красивого рельефа, то анаэробную и аэробную техники необходимо чередовать. Как именно – подскажет личный тренер. Хотя бы ради этого стоит несколько раз посетить тренажерный зал и разобраться, как работает ваше тело при определенных типах нагрузки.

Сочетание аэробных и анаэробных упражнений

Нужно понимать, что в чистом виде ни одного типа тренировок не существует. Как мы уже сказали выше, максимум через 12 секунд выполнения упражнение из анаэробного превращается в аэробное. Чтобы добиться максимального эффекта в тренировках, лучше выбрать оптимальный комплекс упражнений. Однако, прежде чем начинать серьезные нагрузки, нужно убедиться, что нет никаких противопоказаний:

  • болезней сердечно-сосудистой системы;
  • заболеваний ЖКТ;
  • нарушений в работе почек и печени;
  • хронических болезней в состоянии рецидива.

Если вы сомневаетесь в том, что какое-то упражнение вам подходит, сначала лучше проконсультируйтесь с врачом, а затем расскажите об этом тренеру. Если противопоказаний нет, можно выбрать программу с упором на аэробные или анаэробные упражнения. В первом случае получится быстрее сбросить лишний вес и укрепить тело. Во втором – добиться красивого рельефа мышц.

Противопоказания к нагрузкам

Кроме вышеперечисленного списка есть целый ряд запретов. Например, анаэробные нагрузки не подходят начинающим спортсменам. В этом случае тренер составляет индивидуальную программу тренировок, куда постепенно вводит сложные интенсивные упражнения на тренажерах. Кроме того, анаэробные нагрузки строго противопоказаны беременным женщинам и людям, недавно перенесшим операции. У аэробных упражнений и здесь есть ряд отличий: будущим мамам, напротив, показаны регулярная ходьба и плавание. О возможности прибегнуть к другим нагрузкам нужно уточнять у своего врача. При этом анаэробные упражнения противопоказаны в период обострений респираторных заболеваний и при наличии варикозного расширения вен, а также во время реабилитации после хирургических вмешательств. Помните, что пренебрежение рекомендациями врачей приносит больше вреда, чем пользы. Возвращаться к прежним нагрузкам после травм и болезней стоит постепенно.


Режим питания

Ни одна тренировка не даст желанного результата, если не сменить привычный рацион. Что значит режим питания при аэробных или анаэробных нагрузках?

  • Отказ от фастфуда, чрезмерно жаренной, жирной и сладкой пищи.
  • Увеличение клетчатки в рационе: ешьте свежие овощи и фрукты, желательно с минимальной термической обработкой.
  • Потребление большого количества белков: мяса, рыбы, орехов, молочной продукции.
  • Соблюдение водно-солевого баланса: нужно выпивать не менее полутора литров чистой воды ежедневно.

Кроме того, для повышения выносливости организма и поддержания общего тонуса можно использовать биологически активные добавки. Например, таблетки N-R-G* от Herbalife Nutrition на основе гуараны могут помочь повысить уровень энергии. Для восстановления после тренировки можно принять протеиновый коктейль «Формула 1». Большое количество белка насытит организм и поспособствует процессу жиросжигания.

Дополнительные рекомендации

Если вы планируете похудеть при помощи аэробных и анаэробных нагрузок, то нужно следовать нескольким советам от опытных бодибилдеров.

  1. Следите за рационом. Об этом мы уже говорили: больше белка, меньше быстрых углеводов, в особенности – сахара.
  2. Помните о здоровом сне. Он способствует нормализации метаболизма и помогает быстрее избавиться от лишнего веса.
  3. Обязательно разминайтесь. Перед любыми тренировками необходимо потратить от двадцати до тридцати минут на полноценный разогрев всех мышц: это предотвратит травмы.
  4. После тренировки нужно растягиваться. Это еще один способ предотвратить травмы и избежать последующей крепатуры мышц.

Но самый главный совет звучит так: не бросайте тренировки. Даже если вам кажется, что они не дают никакого результата – не отчаивайтесь. Организму требуется время, чтобы запустить процессы метаболизма. Зато через пару месяцев вы обнаружите очень приятный результат, а ваше тело скажет вам: «Спасибо»!

*БАД. НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЛЕКАРСТВЕННЫМ СРЕДСТВОМ

Ссылки:

* Sharon A. Plowman; Denise L. Smith. Exercise Physiology for Health, Fitness, and Performance https://books.google.ru/books?id=fYiqixSbhEAC&pg=PT61&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false

** Арнольд Шварценеггер. Новая энциклопедия бодибилдинга. Книга 3: Упражнения. https://www.litmir.me/br/?b=178799

*** Влияние аэробных и анаэробных физических упражнений на морфофункциональные особенности https://www.bestreferat.ru/referat-104654.html


АНАЭРОБНЫЕ УСЛОВИЯ — это… Что такое АНАЭРОБНЫЕ УСЛОВИЯ?

АНАЭРОБНЫЕ УСЛОВИЯ
АНАЭРОБНЫЕ УСЛОВИЯ
условия без кислорода; встречаются (создаются) под землей, в гниющем субстрате и др.

Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989.

.

  • АНАЭРОБНОЕ ДЫХАНИЕ
  • АНАЭРОБЫ ОБЛИГАТЫЕ

Смотреть что такое «АНАЭРОБНЫЕ УСЛОВИЯ» в других словарях:

  • анаэробные условия — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN anaerobic condition A mode of life carried on in the absence of molecular oxygen. (Source: MGH) [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] Тематики охрана… …   Справочник технического переводчика

  • Анаэробные термофильные бактерии —         Значительную часть спороносных термофильных бактерий составляют анаэробные виды. Известны облигатно термофильные маслянокислые, целлюлозные, десульфурирующие и метанобразующие бактерии.         Термофильные целлюлозные бактерии. Этих… …   Биологическая энциклопедия

  • Анаэробные организмы — Аэробные и анаэробные бактерии предварительно идентифицируются в жидкой питательной среде по градиенту концентрации O2: 1. Облигатные аэробные (нуждающиеся в кислороде) бактерии в основном собираются в верхней части пробирки, чтобы поглощать… …   Википедия

  • Анаэробные герметики — Эту страницу предлагается объединить с Анаэробный клей. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К объединению/22 сентября 2011. Обс …   Википедия

  • Clostridium botulinum — ? Clostridium botulinum C …   Википедия

  • Подкласс Открыточелюстные или Настоящие насекомые (Insectа Ectognatha) —         Основные сведения о насекомых         Из общего числа видов животных, населяющих Землю, на долю насекомых приходится около 70%. Число уже описанных видов приближается к миллиону, но ежегодно специалисты открывают и описывают все новые и… …   Биологическая энциклопедия

  • Аэробные спорообразующие бактерии. Род бациллюс (Bacillus) —         Аэробные спорообразующие бактерии составляют довольно обширную группу микроорганизмов. Они широко распространены в природе и играют большую роль в разнообразных биологических процессах. С использованием этих бактерий в промышленности… …   Биологическая энциклопедия

  • Ботулизм — Фотография микропрепарата Clostridiu …   Википедия

  • ГАЗОВАЯ ФЛЕГМОНА — ГАЗОВАЯ ФЛЕГМОНА, ОТЕК, бронзовая рожа, Г. гангрена различные проявления одной и той же газовой инфекции раны, обязанной своим развитием анаэробной Вас. perfringens (Veillon)=Bac. aerogenes ca psnlatus (Welch) = Вас. phlegmonis emphy sematosae… …   Большая медицинская энциклопедия

  • МИКРООРГАНИЗМЫ — микробы, мельчайшие организмы, различимые только под микроскопом. Открыты в 17 в. А. Левенгуком. Среди М. представители разных царств органич. мира, относящихся к прокариотам (бактерии, к к рым причисляют и синезелёные водоросли, а также… …   Биологический энциклопедический словарь


ГОСТ 32432-2013 Методы испытаний химической продукции, представляющей опасность для окружающей среды. Аэробные и анаэробные трансформации в донных отложениях


ГОСТ 32432-2013

Test methods for chemicals of environmental hazard. Aerobic and anaerobic transformation in aquatic sediment systems

МКС 71.040.50

Дата введения 2014-08-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ» (ФГУП «ВНИЦСМВ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 ноября 2013 г. N 61-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по
МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Молдова

MD

Молдова-Стандарт

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 788-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32432-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2014 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному документу OECD Test No 308:2002* «Аэробные и анаэробные трансформации в донных отложениях» («Aerobic and Anaerobic Transformation in Aquatic Sediment Systems», IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.


Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного документа для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2019 г.


Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»


Введение

Химические вещества могут попадать в мелкие или глубокие поверхностные воды многими способами: в результате непосредственного применения веществ в воде, их сноса при опрыскивании, смыва поверхности, слива, ликвидации отходов, сброса промышленных, бытовых и сельскохозяйственных стоков. В данном стандарте описаны методы лабораторных испытаний для оценки аэробной и анаэробной трансформации органических химических веществ в системах водных отложений. Стандарт создан на основе существующих Руководств OECD [1-6]. На заседании рабочей группы ОЕСD по отбору Почвы/Отложений, проведенном в Белжирате, Италия, в 1995 г. [7], было принято решение, в частности, о количестве и типах отложений для испытаний такого вида. Группой также были составлены рекомендации относительно отбора, обращения и хранения образцов отложений, на основе [8]. Такие исследования необходимы для химических веществ, которые непосредственно применяются в воде или которые с большой долей вероятности могут попасть в водную среду вышеуказанными способами. Часто в природных системах «донные отложения — вода» условия в верхней водной фазе являются анаэробными. В поверхностном слое отложений могут быть как аэробные, так и анаэробные условия, при этом в более глубоких слоях отложений среда анаэробная. Для того чтобы учесть все возможные варианты разложения, в настоящем стандарте приводится описание как аэробного, так и анаэробного разложения. Тест на аэробное разложение моделирует аэробную водную колонну и верхний аэробный слой отложений, лежащий на толще, характеризующейся анаэробным градиентом. Анаэробный тест моделирует полностью анаэробную систему. В случае если есть указани

Аэробные условия — обзор

17.3.2 Микрофлора порчи, связанная с мясом в аэробной упаковке

В аэробных условиях первые признаки порчи, включая неприятный запах, становятся очевидными, когда плотность бактерий достигает 10 8 клеток / см 2 (Найчас и др., 1988). Это увеличение количества бактерий связано с сопутствующим снижением доступных уровней глюкозы в мясе. Поэтому на этом этапе микробы переключаются на использование белка в качестве источника энергии (Gill, 1976).Такое изменение доступности субстрата способствует росту протеолитических организмов и совпадает с органолептической порчей (Nychas et al., 2008). Учитывая их способность расщеплять белок, видов Pseudomonas , включая P. fragi , P. putida , P. lundensis и P. fluorescens , являются преобладающей флорой, связанной с порчей мяса в аэробной упаковке (Doulgeraki и Нычас, 2013). Во влажных условиях характерное образование слизи в испорченном мясе появляется, когда популяция псевдомонад достигает 10 7 –10 8 КОЕ / г.Фактически, Pseudomonas spp. являются преобладающей флорой на тушах говядины, тушеной говядине и говядине с высоким pH (Simard et al., 1984). Несколько исследователей сообщили, что в некоторых случаях Pseudomonas spp. может составлять до 96% микрофлоры порчи (Bailey et al., 1979a; Enfors et al., 1979; Asensio et al., 1988). В частности, среди различных псевдомонад более высокие доли P. fluorescens были связаны с мясом до порчи, в то время как P.fragi преобладали в испорченном мясе (Shaw, Latty, 1982). Кроме того, было обнаружено, что P. fragi становится доминирующим после длительного хранения мяса из-за его способности выживать в различных условиях упаковки и хранения (Ercolini et al., 2006). Точно так же в свежем мясе свинины и птицы, хранящемся в аэробных условиях, было больше P. putida , чем P. fluorescens , а в говяжьем фарше было обнаружено P. putida и P. fragi (Doulgeraki and Nychas, 2013).В случае испорченного мяса птицы было обнаружено, что значительная часть микрофлоры порчи состоит из Pseudomonas putrefaciens вместе с другими пигментированными и непигментированными Pseudomonas spp.

По распространенности псевдомонад следуют другие грамотрицательные палочки, включая Acinetobacter , Moraxella и Flavobacterium (Ercolini et al., 2006). Было показано, что эти виды бактерий способствуют росту псевдомонад, ограничивая доступ кислорода для конкурирующих организмов (Gill, 1986).Помимо условий упаковки, температура хранения также играет важную роль в определении микробиома порчи мяса. Когда мясо хранилось при температуре 15–25 ° C, в хранимой свинине преобладали Enterobacteriaceae , включая Kurthia , Enterobacter и Hafnia (Gardner et al., 1967). Аналогичным образом, когда мясо выдерживалось при более высокой температуре 30 ° C, доминирующей микрофлорой были Acinetobacter и Enterobacteriaceae (Gill and Newton, 1980).Этот переход микробной популяции в пользу факультативных анаэробов можно объяснить кислородно-ограничивающими условиями, встречающимися в мясе после быстрого распространения и преобладания псевдомонад (Enfors and Molin, 1984).

Помимо грамотрицательных организмов, грамположительные бактерии также играют роль в порче мяса. Чаще всего в мясе с аэробной упаковкой преобладающим грамположительным организмом является Brocothrix spp., Особенно B. thermospacta .Известно, что представители этого рода расщепляют компоненты мяса с образованием кислоты, включая уксусную кислоту, муравьиную кислоту, изомасляную кислоту и изовалериановую кислоту (Huis in’t Veld, 1996). Кроме Brocothrix , в мясе, хранящемся в аэробных условиях, также было показано Micrococcus , Achromobacter и Staphylococcus (Barlow and Kitchell, 1966). Однако было обнаружено, что Brocothrix быстро размножается и становится доминирующей флорой после длительного хранения мяса при 5 ° C (Barlow and Kitchell, 1966).Кроме того, было установлено, что Brocothrix является частью естественной микрофлоры поверхности ягненка и свиного жира (Barlow and Kitchell, 1966; Blickstad and Molin, 1983). В случае вяленых мясных продуктов было обнаружено, что Micrococcus чаще ассоциируется с порчей из-за их способности выдерживать высокие уровни соли (Huis in’t Veld, 1996). В случае говядины LAB обычно ассоциируется с порчей в дополнение к Brocothrix и Pseudomonas .LAB представляет собой большую группу грамположительных организмов, которые обычно связаны со свежими и приготовленными мясными продуктами (Pothakos et al., 2015). Рост LAB на мясе связан с образованием молочной кислоты, слизи и углекислого газа, что приводит к снижению pH и неприятного запаха (Huis in’t Veld, 1996; Pothakos et al., 2015). Однако эти организмы медленно растут при низких температурах, и псевдомонады часто проигрывают им в аэробных условиях. Следовательно, LAB, хотя и присутствуют в небольших количествах, редко связаны с порчей свежего мяса, хранящегося в аэробных условиях (Borch et al., 1996; Doulgeraki et al., 2010). С другой стороны, LAB были причастны к порче мяса, хранящегося под вакуумом или MAP (Pothakos et al., 2015).

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере уже в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Различные роли RpoS в Escherichia coli в аэробных и анаэробных условиях | Письма о микробиологии FEMS

Абстрактные

Escherichia coli демонстрировала различные уровни экспрессии rpoS и общую стрессоустойчивость при аэробиозе и анаэробиозе. Экспрессия, измеренная с использованием слитых репортерных генов, и уровни белка были ниже в анаэробных условиях. В соответствии с более ранними открытиями, мутантов rpoS были отобраны в аэробных культурах с ограниченным питанием, но мутантов rpoS не были обогащены при анаэробиозе.Этот результат свидетельствует о том, что, несмотря на его пониженный уровень, RpoS выполняет функцию в анаэробных условиях, что не является существенным при аэробиозе. Эксперименты по конкуренции между бактериями rpoS + и rpoS подтвердили преимущество, предоставляемое RpoS при анаэробиозе. Напротив, анализы стрессоустойчивости показали, что RpoS вносит больший вклад в общую стрессоустойчивость при аэробиозе, чем анаэробиоз. Эти результаты указывают на значительную, но различную роль RpoS в аэробной и анаэробной среде.

1 Введение

Основным местом обитания Escherichia coli является желудочно-кишечный тракт, и поэтому большая часть его существования проходит в условиях анаэробиоза. Несмотря на это, регуляция стресса в анаэробных условиях плохо изучена. В литературе имеются противоречивые сообщения о влиянии анаэробиоза на экспрессию главного регулятора общего стрессового ответа, RpoS [1]. Mulvey et al. [2] обнаружили, что анаэробиоз не влияет на характер экспрессии rpoS или RpoS-зависимого гена katE в E.coli . Напротив, Шевчик и др. [3] сообщили, что транскрипция rpoS в Salmonella typhimurium была больше в аэробных, чем в микроаэробных условиях. В подтверждение этого последнего открытия Schellhorn и Hassan [4] сообщили, что в E. coli katE экспрессировался в анаэробных условиях на уровнях, которые составляли примерно одну четвертую от уровней, обнаруженных в клетках, выращенных в аэробных условиях. Точно так же в исследовании микрочипов ДНК Salmon et al. [5] обнаружили, что было> 1.5-кратное снижение экспрессии rpoS и katE в анаэробных условиях. Чтобы разрешить регуляцию общей стрессовой реакции в анаэробных условиях, в этом исследовании отслеживали уровни слияния репортера rpoS и белка RpoS, а также чувствительность к стрессу в анаэробных условиях.

Недавние результаты показывают, что экспрессия RpoS не всегда полезна для бактерий и действительно является селективным недостатком в некоторых ситуациях, таких как ограничение питательных веществ [6,7].Это связано с тем, что RpoS является сигма-фактором, который управляет транскрипцией от домашних генов, зависимых от другого сигма-фактора (сигма 70 или RpoD [8]), к экспрессии ненужных генов стресс-ответа [9,10]. В аэробных условиях мутаций rpoS строго отбираются в культурах с ограниченным питанием [6,7]. Здесь мы проверяем, возникает ли такая же ситуация в анаэробных условиях, и исследуем удивительное открытие, что мутанты rpoS не обогащаются в анаэробных условиях.Значение этих результатов для нашего понимания роли RpoS при аэробиозе и анаэробиозе обсуждается ниже.

2 метода

2.1 Штаммы бактерий

Все штаммы, использованные в данном исследовании, были производными штамма MC4100 E. coli K-12 [11]. Штамм BW2952 является производным MC4100, содержащим транскрипционный гибрид malG – lacZ [7]. BW3709 является производной rpoS :: Tn 10 от BW2952 [7].RO91 имеет единственную копию хромосомного трансляционного слияния rpoS – lacZ , которое содержит элемент оборота, чувствительный к протеолизу (MC4100 λ RZ5 rpoS742 :: lacZ (hybr) [12]).

2.2 Среда для выращивания и условия культивирования

Аэробные хемостаты были настроены, как описано ранее [7]. Для анаэробных хемостатов разбрызгиватель удаляли, и культуры непрерывно промывали 100% N 2 при скорости потока 40 см 3 / мин.В минимальную среду, используемую в аэробных хемостатах [13] и анаэробных хемостатах [14], добавляли 0,02% (вес / объем) и 0,04% (вес / объем) глюкозы, соответственно. Хемостаты поддерживали при 37 ° C, а степень разбавления была установлена ​​на 0,1 ч -1 (время удвоения 6,9 ч). Плотность культур составляла от 1,9 × 10 8 до 2,1 × 10 8 мл -1 . Парковые культуры стационарной фазы выращивали в минимальной среде А [13] с добавлением 0,2% глюкозы. Анаэробные периодические культуры поддерживали, следя за тем, чтобы свободное пространство между средой и завинчивающейся крышкой было минимальным.

2.3 Эксперименты по конкуренции роста

Хемостаты были настроены, как описано выше. Независимые культуры хемостата каждого из конкурирующих штаммов выращивали в течение 16 часов. Отдельные культуры смешивали в соотношении 1: 1 перед мониторингом конкурентного роста в той же среде при той же степени разведения, что и в посевных культурах. Смешанные культуры отбирали через 1, 6, 15 и 21 час, и количество бактерий определяли по общему количеству бактерий на агаре Лурия и селективных средах, содержащих тетрациклин.

2.4 Обнаружение мутантов rpoS

rpoS частичные и нулевые мутанты были отличены от дикого типа путем окрашивания колоний на чашках с агаром Лурия, как описано ранее [7]. Планшеты инокулировали в течение ночи при 37 ° C, а затем оставляли при 4 ° C на 24 ч, после чего заливали концентрированным йодом. Темно-коричневые колонии были дикого типа, в то время как бледно-коричневые или белые колонии указывали на частичные или нулевые мутанты с разными уровнями гликогена.

2.5

β -Галактозидазный анализ

Активность β-галактозидазы трансляционного слияния rpoS – lacZ в RO91 была проанализирована методом Миллера [13] с использованием клеток, обработанных додецилсульфатом и хлороформом. Анализы проводили на хемостатических и парных культурах через 24 ч после инокуляции.

2,6 Анализ каталазы

Специфическая активность KatE / HPII в ограниченных по глюкозе культурах BW2952 в день один определялась методом Визика и Кларка [15].

2.7 Допуск к внешним нагрузкам

Анализы проводили с однодневными культурами хемостата. Устойчивость к высокой осмолярности проверяли путем определения процента выживших после 3-часового воздействия 2,5 М NaCl в ММА. Бактерии высевали непосредственно на чашки с питательным агаром, и разведения подсчитывали после инкубации в течение ночи при 37 ° C. Выживаемость бактерий в воде при голодании оценивали после 26 ч инкубации при 25 ° C.

3 Результаты

3.1 Экспрессия rpoS в аэробных и анаэробных условиях

Активность β-галактозидазы слияния rpoS , содержащего посттрансляционный элемент, подвергающийся протеолизу (RO91, [12]), определяли в анаэробных и аэробных условиях. Ранее вариация штаммов наблюдалась в уровнях эндогенного белка RpoS среди линий E. coli K-12 и не одомашненных изолятов [16]. RO91 и другие штаммы, использованные в этом исследовании, являются производными штамма (MC4100), который имеет высокие уровни RpoS при аэробиозе [16].В стационарной фазе периодического культивирования RO91 активность β-галактозидазы была в 2 раза ниже в анаэробных условиях по сравнению с аэробиозом (рис. 1 (а)). Такая же тенденция наблюдалась, но с большей разницей, между ограниченными глюкозой непрерывными культурами с одинаковой контролируемой скоростью роста в аэробных и анаэробных условиях (рис. 1 (а)). Уровни белка RpoS также определяли в бактериях непрерывного культивирования с помощью метода количественного иммуноблоттинга [17]. Уровни RpoS были более чем в 2 раза ниже при анаэробиозе по сравнению с аэробными условиями, тогда как сигма-фактор домашнего хозяйства, RpoD, не изменился (неопубликованные результаты).Другой штамм E. coli K-12, MG1655, который ранее демонстрировал относительно низкие уровни RpoS при аэробиозе [16], также демонстрировал снижение уровней белка RpoS при анаэробиозе (результаты не показаны). Следовательно, снижение экспрессии RpoS при анаэробиозе не является уникальным для MC4100. RpoS-регулируемая каталаза KatE / гидропероксидаза II была также исследована методом Визика и Кларка [15], и анаэробные культуры показали в 2,5 раза меньшую экспрессию, чем аэробные культуры (рис. 1 (b)). В целом, эти данные подтверждают мнение о том, что анаэробиоз приводит к снижению уровня RpoS и сопутствующему снижению экспрессии RpoS-зависимых генов.

1

Экспрессия RpoS и специфическая активность RpoS-зависимой каталазы KatE в аэробных и анаэробных условиях. (а) Активность β-галактозидазы rpoS – lacZ слияния RO91 измеряли в аэробных (светлые столбцы) и анаэробных условиях (черные столбцы). (b) Удельная активность KatE / HPII в BW2952. В (а) и (б) планки погрешностей представляют стандартное отклонение по данным 2 повторов.

1

Экспрессия RpoS и специфическая активность RpoS-зависимой каталазы KatE в аэробных и анаэробных условиях.(а) Активность β-галактозидазы rpoS – lacZ слияния RO91 измеряли в аэробных (светлые столбцы) и анаэробных условиях (черные столбцы). (b) Удельная активность KatE / HPII в BW2952. В (а) и (б) планки погрешностей представляют стандартное отклонение по данным 2 повторов.

3.2 Стрессоустойчивость в анаэробных условиях

Результаты по уровням RpoS привели к вопросу о том, снижается ли общая стрессоустойчивость бактерий при анаэробиозе.В этом исследовании мы обнаружили, что устойчивость к высокой осмолярности (рис. 2 (а)) и выживаемость при голодании (рис. 2 (б)) была значительно ниже в анаэробных условиях у клеток, растущих с той же скоростью роста.

2

Устойчивость аэробных и анаэробных хемостатных культур BW2952 с ограничением глюкозы к высокой осмолярности и голоданию. (а) Выживаемость после 3 ч воздействия 2,5 М NaCl в ММА. (b) Выживаемость при голодании после 26 ч инкубации в воде при 25 ° C. Выживаемость измеряли в количестве на планшете, а столбцы ошибок представляют собой стандартное отклонение для 2 повторов.

2

Устойчивость аэробных и анаэробных хемостатных культур BW2952 с ограничением глюкозы к высокой осмолярности и голоданию. (а) Выживаемость после 3 ч воздействия 2,5 М NaCl в ММА. (b) Выживаемость при голодании после 26 ч инкубации в воде при 25 ° C. Выживаемость измеряли в количестве на планшете, а столбцы ошибок представляют собой стандартное отклонение для 2 повторов.

3.3 Полезен ли RpoS в анаэробных условиях?

Экспрессия

RpoS не всегда полезна для бактерий, поскольку она снижает экспрессию генов домашнего хозяйства за счет конкуренции σ факторов за ядерную РНК-полимеразу [9].Например, экспрессия RpoS является недостатком в аэробных культурах хемостата с ограничением глюкозы, и мутантов rpoS подходят, чем rpoS + в этой среде [7]. Это было связано с тем, что снижение конкуренции между RpoS и RpoD в мутантах rpoS позволило увеличить экспрессию генов, обеспечивая более высокие скорости транспорта глюкозы от RpoD-зависимых генов (14). Чтобы проверить, возникает ли такая же ситуация в анаэробных условиях, анаэробные культуры хемостата с ограничением глюкозы отслеживали на предмет мутационных разверток, чтобы определить, является ли потеря RpoS селективным преимуществом в анаэробных условиях.Популяция анаэробного хемостата оставалась на 100% rpoS + по сравнению с популяции аэробной, которая составляла 98% rpoS к 4-му дню (рис. 3). Следовательно, RpoS не является препятствием для роста в анаэробных условиях.

3

Появление мутаций rpoS в ограниченных по глюкозе хемостатных культурах BW2952, выращенных в аэробных и анаэробных условиях. Образцы культур тестировали на фенотип RpoS путем окрашивания на гликоген. Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение по трем повторам.

3

Появление мутаций rpoS в ограниченных по глюкозе хемостатных культурах BW2952, выращенных в аэробных и анаэробных условиях. Образцы культур тестировали на фенотип RpoS путем окрашивания на гликоген. Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение по трем повторам.

Чтобы дополнительно определить, является ли RpoS преимуществом или недостатком при анаэробиозе, были проведены конкурентные эксперименты между rpoS дикого типа и нулевыми мутантами, смешанными в одной культуре в аэробных и анаэробных условиях.Штамм rpoS дикого типа быстро вытеснил нуль-мутант rpoS в анаэробных условиях, составляя 84% популяции в течение 6 часов (рис. 4). Это было в отличие от аэробных культур, которые демонстрировали противоположный исходный паттерн приспособленности: rpoS бактерий превосходили бактерии дикого типа [7]. Временная тенденция в аэробных культурах объясняется тем, что, как показано на рис. 3, исходная субпопуляция rpoS + начинает приобретать детектируемые мутации rpoS примерно через 24 часа.Соревнования были инициированы после 16 часов уравновешивания в хемостате, поэтому мутанты rpoS , которые начинают накапливаться на фоне дикого типа, имеют такую ​​же приспособленность, что и исходные мутанты rpoS , и изменяют конкурентный образец. В целом эти результаты предполагают, что экспрессия RpoS, хотя и низкая, все же дает преимущество в анаэробных условиях.

4

Соревновательная пригодность штаммов rpoS + и rpoS в аэробных и анаэробных условиях.Хемостатные культуры инокулировали равной пропорцией однодневных культур BW2952 ( rpoS + ) (кружки) и BW3709 (квадраты) в аэробных (- — -) и анаэробных (——) условиях.

4

Соревновательная пригодность штаммов rpoS + и rpoS в аэробных и анаэробных условиях. Хемостатные культуры инокулировали равной пропорцией однодневных культур BW2952 ( rpoS + ) (кружки) и BW3709 (квадраты) в аэробных (- — -) и анаэробных (——) условиях.

4 Обсуждение

Наши результаты по повышенной чувствительности к стрессу в анаэробных условиях дополняют исследования Ganzle et al. [18] и Смолл и др. [19], которые обнаружили, что анаэробно выращенные бактерии менее устойчивы к кислоте, чем клетки, выращенные в аэробных условиях. Различие в стрессоустойчивости можно, по крайней мере, частично приписать более низким уровням RpoS в анаэробных условиях, как это подтверждено в этом исследовании. Итак, как это согласуется с эффективным выживанием E.coli в анаэробных областях желудочно-кишечного тракта? Спекулятивно, самый простой ответ может заключаться в том, что уровень гомеостаза, обеспечиваемый хозяином в толстой кишке, не требует того же уровня стрессоустойчивости, который необходим в открытой среде или с более сильным воздействием кислоты в аэробных верхних отделах кишечного тракта.

Наши результаты конкуренции между rpoS + и rpoS бактерий показывают, что RpoS дает преимущество для роста в анаэробных условиях.Неясно, какие функции зависят от RpoS, но RpoS действительно регулирует экспрессию пируватоксидазы (PoxB), которая, как предполагается, играет роль в переходе между аэробными и анаэробными условиями [20]. Фактически, результаты микроматрицы показывают увеличение экспрессии PoxB в анаэробных условиях по сравнению с аэробными условиями [5]. Salmon et al. [5] также обнаружили увеличение экспрессии hdeA ​​, который кодирует RpoS-зависимую систему кислотной устойчивости. Это может способствовать устойчивости анаэробно выращенных периодических культур к кислотам [18] и продуктам анаэробной ферментации.Однако изменения pH не являются значительными в буферных средах для хемостата, и поэтому это не объясняет поддержание RpoS в условиях анаэробной конкуренции на рис. 4. Тем не менее, данные предполагают, что RpoS играет неустановленную полезную роль в регуляции анаэробных генов.

Мутации в rpoS не отбираются в культурах с ограниченным питанием в анаэробных условиях, в отличие от аэробных культур, растущих с той же скоростью роста и с тем же субстратом.Простейшим объяснением этого открытия является то, что RpoS играет физиологическую роль в экспрессии анаэробных генов, как рассмотрено выше. Следует также отметить, что более низкий уровень экспрессии RpoS при анаэробиозе может облегчить конкуренцию между RpoS и RpoD за РНК-полимеразу [8,9] и, следовательно, снизить давление отбора для потери RpoS. Полезные мутации могут также происходить в других генах, которые могут способствовать приспособленности популяции в анаэробных условиях и обеспечивать уровень приспособленности, превосходящий преимущество, предоставляемое мутациями в rpoS .Действительно, мутационная адаптация E. coli к ограничению глюкозы, как было показано, включает в себя отчетливые транспортные изменения в аэробных и ограниченных кислородом хемостатах [21]. Путь транспорта PtsG был особенно значимым в условиях, ограничивающих O 2 , и анаэробные культуры могут не находиться под селективным давлением, чтобы потерять RpoS, если мутации в ptsG или других генах придают бактерии более высокую степень приспособленности, чем мутации в . rpoS.

Если действительно экспрессия RpoS и RpoS-зависимых генов снижена в анаэробной среде толстой кишки, может также наблюдаться сопутствующее снижение экспрессии гена вирулентности, поскольку RpoS также влияет на вирулентность у нескольких организмов ( Salmonella typhimurium , [22] ; Yersinia enterolitica , [23]; Pseudomonas aeruginosa , [24]; Vibrio cholerae , [25]).Хотя помимо RpoS существует множество факторов, влияющих на регуляцию этих генов, стоит рассмотреть возможное влияние низкого RpoS на индукцию вирулентности в анаэробных условиях. Кроме того, уровень RpoS в анаэробной среде может иметь значение для пищевой промышленности, поскольку RpoS способствует восприимчивости при обработке пищевых продуктов [26]. Пищевые продукты, упакованные в модифицированной атмосфере (MAP), зависят от смесей аноксичных газов и могут привести к снижению уровней RpoS в заражающих организмах и, следовательно, повысить чувствительность к вторичным стрессам.

Благодарности

Мы благодарим Австралийский исследовательский совет за финансовую поддержку, Р. Хенгге за штамм слияния и А. Исихаму за анализы белка сигма-фактора.

Список литературы

[1]

(

1994

)

Роль сигма-фактора сигма (S) (KatF) в бактериальной глобальной регуляции

.

Ann. Ред. Microbiol

.

48

,

53

80

.[2]

(

1990

)

Регуляция транскрипции katE и katF в Escherichia coli

.

Дж. Бактериол

.

172

,

6713

6720

. [3]

(

2001

)

Транскрипция arcA и rpoS во время роста Salmonella typhimurium в аэробных и микроаэробных условиях

.

Микробиология

147

,

701

708

. [4]

(

1988

)

Регуляция транскрипции katE в Escherichia coli K-12

.

Дж. Бактериол

.

170

,

4286

4292

. [5]

(

2003

)

Глобальный профиль экспрессии генов в Escherichia coli K12 — Влияние доступности кислорода и FNR

.

J. Biol. Chem

.

278

,

29837

29855

. [6]

(

2003

)

Что является движущей силой приобретения полиморфизмов mutS и rpoS в Escherichia coli

.

Trends Microbiol

.

11

,

457

461

. [7]

(

2002

)

мутации rpoS и потеря общей стрессоустойчивости в популяциях Escherichia coli как следствие конфликта между конкурирующими реакциями на стресс

.

Дж. Бактериол

.

184

,

806

811

. [8]

(

2000

)

Конкуренция между семью сигма-субъединицами Escherichia coli : относительное сродство связывания с ядерной РНК-полимеразой

.

Nucleic Acids Res

.

28

,

3497

3503

. [9]

(

1998

)

Отрицательное регулирование со стороны RpoS — случай конкуренции сигма-факторов

.

Мол. Микробиол

.

29

,

1039

1051

. [10]

(

2002

)

Регулирование конкуренции по сигма-факторам посредством alarmone ppGpp

.

Развитие генов

16

,

1260

1270

. [11]

(

1976

)

Транспозиция и слияние генов lac с выбранными промоторами в Escherichia coli с использованием бактериофагов Lambda и Mu

.

J. Mol. Биол

.

104

,

541

555

. [12]

(

1996

)

Посттранскрипционная осмотическая регуляция сигма-субъединицы РНК-полимеразы в Escherichia coli

.

Дж. Бактериол

.

178

,

1607

1613

. [13]

(

1972

)

Эксперименты по молекулярной генетике.

Лаборатория Колд-Спринг-Харбор

Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк

.[14]

(

1985

)

Влияние активации транспорта на урожайность Escherichia coli

.

Дж. Бактериол

.

163

,

1237

1242

. [15]

(

1997

)

RpoS- и OxyR-независимая индукция каталазы hpi в стационарной фазе в Escherichia coli и идентификация мутаций rpoS в обычных лабораторных штаммах

.

Дж. Бактериол

.

179

,

4158

4163

. [16]

(

2004

)

Регулирующий компромисс как источник вариации штамма у видов Escherichia coli

.

Дж. Бактериол

.

186

,

5614

5620

. [17]

(

1997

)

Вариации в составе сигма-субъединиц РНК-полимеразы в различных исходных материалах Escherichia coli W3110

.

Дж. Бактериол

.

179

,

959

963

. [18]

(

1999

)

Влияние лактобацилл, продуцирующих бактериоцин, на выживаемость Escherichia coli и Listeria в динамической модели желудка и тонкой кишки

.

Внутр. J. Food Microbiol

.

48

,

21

35

. [19]

(

1994

)

Устойчивость к кислотам и основаниям у Escherichia coli и Shigella flexneri : роль rpoS и pH роста

.

Дж. Бактериол

.

176

,

1729

1737

. [20]

(

1994

)

Экспрессия пируватоксидазы Escherichia coli (PoxB) зависит от сигма-фактора, кодируемого геном

rpoS ( katF ).

Мол. Микробиол

.

11

,

1019

1028

. [21]

(

1999

)

Мутационная адаптация Escherichia coli к ограничению глюкозы включает в себя различные эволюционные пути в аэробных и ограниченных кислородом средах

.

Генетика

153

,

5

12

. [22]

(

1992

)

Альтернативный сигма-фактор katF ( rpoS ) регулирует вирулентность Salmonella

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

89

,

11978

11982

. [23]

(

1995

)

Ген rpoS из Yersinia enterolitica и его влияние на экспрессию факторов вирулентности

.

Заражение. Иммунная

.

63

,

1840

1847

. [24]

(

1999

)

Влияние мутации rpoS на стрессовую реакцию и экспрессию факторов вирулентности у Pseudomonas aeruginosa

.

Дж. Бактериол

.

181

,

3890

3897

. [25]

(

1998

)

Роль rpoS в выживании после стресса и вирулентности Vibrio cholerae

.

Дж. Бактериол

.

180

,

773

784

. [26]

(

2002

)

Важность RpoS в выживании бактерий при переработке пищевых продуктов

.

Внутр. J. Food Microbiol

.

74

,

189

194

.

© 2005 Федерация европейских микробиологических обществ

Отличается ли удержание полимера при анаэробном или анаэробном?Аэробные условия? | SPE Journal

В этой статье исследуется, отличается ли удерживание частично гидролизованного полиакриламида (HPAM) в анаэробных и аэробных условиях. Для определения удержания HPAM использовались как статические (смешивание с рыхлым песком), так и динамические методы (заводнение керна). Есть как преимущества, так и недостатки, связанные с определением удерживания полимера с помощью статических тестов по сравнению с динамическими тестами и с аэробными и анаэробными условиями. По измерениям удержания статического электричества значения адсорбции полимера на чистом кварцевом песке или песчанике Berea были небольшими, и они показали небольшую разницу между экспериментами, проводимыми в аэробных и анаэробных условиях.Как для аэробных, так и для анаэробных условий удерживание HPAM значительно увеличивалось с увеличением содержания пирита или сидерита. Статическое удерживание в анаэробных условиях варьировалось от 45 до 75 мкг / г с 1% пирита или сидерита до 137–174 мкг / г для 10% пирита или сидерита до 1161–1249 мкг / г для 100% пирита или сидерита.

Если присутствуют минералы железа, наиболее репрезентативные результаты удержания полимера получаются (как для статических, так и для динамических испытаний), если условия являются анаэробными. Значения удерживания (из статических измерений) в аэробных условиях обычно вдвое превышали значения, определенные в анаэробных условиях.Если минералы железа присутствуют и тесты на удерживание проводятся в аэробных условиях, для обнаружения полимера следует использовать общий органический углерод (TOC) или аналогичный метод. Определение вязкости полимера может дать слишком высокие значения удерживания (поскольку окислительная деструкция может быть ошибочно принята за удерживание полимера). Для широкого диапазона содержания сидерита удерживание по результатам статических испытаний не зависело от присутствия растворенного кислорода. Однако для широкого диапазона содержания пирита удерживание HPAM было значительно ниже в отсутствие растворенного кислорода, чем в аэробных условиях.Эти результаты могут быть связаны с растворимостью железа. Когда растворы полимеров смешивали со 100% пиритом в течение 12 часов, 360–480 частей на миллион железа растворялись в растворах полимеров как в аэробных, так и в анаэробных условиях, тогда как при 100% сидерите растворялось только 0,0–0,6 частей на миллион железа. Если для определения удерживания полимера в аэробных условиях используются динамические методы (например, заводнение керна), скорость потока должна быть репрезентативной для полевого применения. Слишком высокие нормы приводят к недооценке удерживания полимера.С 10% пирита динамическое удерживание составляло 211 мкг / г при 6 фут / сут по сравнению с 43,2 мкг / г при 30 фут / сут. Напротив, значения удерживания были довольно постоянными (40,6–47,8 мкг / г) в диапазоне от 6 до 33 футов / сут в анаэробных условиях.

Что такое анаэробная среда?

Было бы неплохо представить, что анаэробная среда — это место, где никто не тренируется. Но нет, это не то!

TL; DR (слишком долго; не читал)

В анаэробной среде не хватает кислорода.

Анаэробный означает «без кислорода» и является противоположностью аэробного.Таким образом, среда с анаэробными условиями — это всего лишь место, где не хватает кислорода, который необходим людям, жирафам, рыбам и многим другим живым существам на Земле для выживания.

Эти организмы используют кислород в качестве важной молекулы для приема электронов в клеточном дыхании — серии химических реакций, посредством которых пища преобразуется в энергию. В отсутствие кислорода клеточное дыхание использует альтернативные молекулы, такие как нитрат, сульфат, сера и фумарат. Или организм может использовать совершенно другой процесс производства энергии: ферментацию.Однако ферментация намного менее эффективна, чем клеточное дыхание.

Примеры анаэробной среды включают почву и грязь, внутренние кишки некоторых животных и гидротермальные источники глубоко под водой. На самом деле эти места не лишены жизни. Но жизнь, которая обычно там существует, небольшая, часто одноклеточная и выносливая.

Типы анаэробных бактерий

Некоторые бактерии универсальны; они могут использовать кислород для производства энергии, когда он доступен, но они могут переключиться на другой метод клеточного дыхания в анаэробных условиях.Это факультативных бактерий. Для некоторых из этих бактерий рост значительно замедляется, когда окружающая среда требует, чтобы они переключились на менее эффективное анаэробное клеточное дыхание.

Напротив, наклонно анаэробных бактерий не могут выжить, если кислород вообще присутствует. Облигатные анаэробы обычно встречаются в организме человека, в том числе во рту и желудочно-кишечном тракте, и могут вызывать заболевания или инфекции. Например, Porphyromonas может вызвать пневмонию или периодонтит (воспаление десен).Между тем виды Clostridium в строго анаэробных условиях могут вызывать гангрену (инфекция мышечной ткани, связанная с открытыми ранами).

Другие анаэробные бактерии находятся где-то посередине — они могут переносить кислород, но только в определенных концентрациях. Иногда называемые аэротолерантными бактериями, эти бактерии не умирают сразу в присутствии кислорода, но и не могут использовать его для клеточного дыхания. Вместо этого они используют ферментацию для выработки энергии.

Тихоходки

Не вся жизнь в анаэробных условиях — это бактерии. Тихоходка, также известная как водяной медведь, представляет собой организм размером в один миллиметр, который может выдерживать не только недостаток кислорода, но и недостаток воды, экстремальные температуры (сотни градусов выше или ниже нуля), будучи погруженными в кипящий спирт. , радиационное облучение и даже отпуск в космосе. Часть того, как он может делать эти подвиги, — это временно отключать свои жизненно важные функции, чтобы отдыхать в состоянии анабиоза, подобно тому, как другие животные могут впадать в спячку на зиму.Однако тихоходка может оставаться такой в ​​течение десятилетий, пока условия не станут более благоприятными.

Анаэробное компостирование

Анаэробные бактерии часто встречаются в почвах и могут быть особенно полезны для анаэробного компостирования, когда пищевые отходы и другие органические материалы остаются в герметичной среде и превращаются в удобрения, богатые питательными веществами. Кто-то, кто хочет избежать гнилостного запаха свежего компоста во дворе, может использовать этот метод, позволяющий анаэробным бактериям разрушать свои пищевые отходы.Анаэробное компостирование создает очень кислую среду, очень похожую на человеческий желудок, внутри любого контейнера или мешка, в котором находится компост.

Анаэробная нитрификация

Еще одна важная задача, выполняемая специализированными бактериями в анаэробной среде, — это нитрификация. Это процесс, при котором газообразный азот превращается в твердое вещество. Поскольку растениям для роста необходим доступ к азоту из корней, анаэробные бактерии в почве играют важную роль в создании эффективных удобрений и обеспечении циркуляции азота в окружающей среде.

Аэробика Vs. Анаэробный | WWD

Источники подземных вод обычно содержат низкий уровень растворенного кислорода (DO) по сравнению с поверхностными водами. Уровень DO менее 1,0 мг / л считается анаэробным. В индустрии мембранной очистки часто обсуждается вопрос о том, требует ли присутствие определенных элементов в источнике грунтовых вод предварительной обработки перед обработкой с помощью мембранной системы. Есть несколько соображений, которые следует учитывать при разработке рекомендаций для конкретных мест в отношении требований к предварительной обработке.Основные соображения:

  • Возраст, состояние и материалы, из которых построено оборудование для подачи сырой воды, т. Е. Колодцы и магистральные магистрали;
  • Уровень ионов металлов в сырой воде, особенно железа и марганца;
  • Количество анаэробных и / или аэробных бактерий и органических веществ в сырой воде;
  • Наличие любых других ионов, которые могут улучшаться при удалении мембранами при предварительной аэрации, таких как мышьяк или бор; и
  • Расстояние между скважинами и очистными сооружениями и возможность поддерживать относительно герметичную, герметичную систему транспортировки сырой воды.

Предварительная аэробная обработка

В анаэробных грунтовых водах обычные металлы, такие как железо и марганец, в основном существуют в их растворимых формах, Fe2 + и Mn2 +. В окислительной среде выпадет в осадок железо и марганец. В их осажденной форме частиц они являются загрязняющими веществами для спиральной нанофильтрации или мембраны обратного осмоса. Загрязнения можно избежать, предотвратив окисление металлов или удалив осажденное железо или марганец после окисления. Параметры, которые влияют на окисление железа и скорость, с которой оно происходит, включают температуру воды, pH и компоненты в воде, такие как DO, бикарбонат, природные органические вещества (NOM), ульфат, растворенный диоксид кремния, бактерии и взвешенные твердые частицы.

Исторически считалось, что любое железо или марганец в неочищенной воде недопустимо для мембранной системы очистки и должно быть удалено путем предварительной обработки. Типичная предварительная обработка, используемая для удаления железа, включала окисление кислородом, хлором или перманганатом калия с последующим адекватным перемешиванием и гидравлической задержкой, а также фильтрацией гранулированной среды. Иногда используется фильтрация по зеленому песку, при которой окисление и фильтрация происходят одновременно. Окисление хлором не рекомендуется для предварительной обработки мембранной системы, так как хлор повреждает мембраны и его необходимо нейтрализовать бисульфитом натрия.

Аэрация — это метод окисления железа и марганца путем смешивания воздуха и воды. Кислород, присутствующий в воздухе, реагирует с железом и марганцем, отдавая дополнительный электрон, чтобы поднять ион до более высокого состояния. Аэрация может использоваться для подачи DO в исходную воду для преобразования Fe2 + и Mn2 + в Fe (OH) 3 и MnO2 соответственно. Ниже показаны реакции окисления железа и марганца в присутствии DO.

4Fe (HCO3) 2 + O2 + 2h3O Æ 4Fe (Oh4) + 8CO2

2MnSO4 + 2Ca (HCO3) 2 + O2 Æ 2MnO2 + 2CaSO4 + 2h3O + 4CO2

Теоретически 1 мг кислорода может окислить до 7 мг растворимого Fe2 + и 3.4 мг растворимого Mn2 +. Однако скорость окисления мала и непрактична для марганца при уровнях pH, обычно встречающихся в источниках питательной воды. При pH 9,5 для окисления марганца требуется примерно 1 час выдержки. Для сравнения, железо может быть полностью окислено примерно за 15 минут, если уровень pH воды составляет от 7,5 до 8 и железо не образует комплекс NOM.

В этом типе процесса обычно используются большие аэраторы, в которых используются воздухораспределители, удерживающие колодцы и отстойники.Для окисления всего железа может потребоваться поднять pH, введя щелочь. Когда железо переходит в трехвалентное состояние, оно имеет тенденцию выпадать в осадок. Затем частицы оксида железа могут быть отфильтрованы с использованием мультимедийного фильтра или любого другого множества механизмов фильтрации. Обычно это наиболее экономичный метод удаления железа, поскольку воздух доступен бесплатно. Однако, поскольку могут потребоваться большие резервуары для хранения, этот тип обработки может иметь более высокие капитальные затраты.

Фильтрация Greensand

Перманганат калия (KMnO4) — очень сильный окислитель, который может легко окислять растворимые Fe2 + и Mn2 + в широком диапазоне pH (> 5.5). Процесс более эффективен при значениях pH выше 7,5. Время контакта после добавления окислителя обычно составляет 5 минут при 20 ° C или 10 минут при 1 ° C, что более чем достаточно для окисления Fe2 + и Mn2 +. Реакции окисления железа и марганца перманганатом калия перечислены ниже.

3Fe (HCO3) 2 + KMnO4 + 2h3O Æ 3Fe (OH) 3 + MnO2 + KHCO3 + 5CO2

3Mn (HCO3) 2 + 2KMnO4 Æ 5MnO2 + 2KHCO3 + 2h3O + 4O2

Типичный процесс удаления растворимого железа и марганца с помощью перманганата калия включает впрыскивание KMnO4 перед напорным фильтром, чтобы преобразовать железо и марганец в их нерастворимые формы, чтобы их можно было отфильтровать.После впрыскивания перманганата калия неочищенная вода направляется в фильтры для зелени и давления. Эти фильтры обычно представляют собой горизонтальные цилиндры со слоями фильтрующего материала. Верхний слой фильтрующего материала — антрацит.

Антрацит отфильтровывает осажденное нерастворимое железо, образовавшееся при введении перманганата калия. Средний слой — марганцевый песок. Этот слой предназначен для поглощения любого остаточного перманганата калия, оставшегося в воде.Этот слой также окисляет железо, оставшееся в воде, и отфильтровывает его. Последний слой состоит из частиц гравия разного размера, предназначенных для поддержки верхних слоев, а также для фильтрации большинства частиц, которые могли пройти через верхние слои.

Ключом к успеху любой аэробной обработки для удаления металлов является эффективность фильтрации окисленных металлов с помощью частиц. К сожалению, ни одна система фильтрации частиц не эффективна на 100%. Проблемы возникают, когда недопустимый уровень частиц проходит через систему фильтрации и затем быстро загрязняется системой обратного осмоса.

Оценка требований к предварительной обработке

В результате многолетних экспериментов, пилотных исследований и изучения полномасштабных эксплуатационных данных завода было высказано предположение, что предварительная аэробная обработка грунтовых вод, содержащих металлы, не всегда требуется. Перечисленные выше факторы необходимо учитывать для каждого конкретного приложения. Ключевым моментом при оценке потребностей в предварительной обработке является определение возможности поддержания анаэробной сырой воды в анаэробном состоянии.Испытания показали, что растворенные ионы металлов хорошо отторгаются мембранами обратного осмоса и мембраны не подвергаются неприемлемому загрязнению растворенными ионами. Таким образом, важно определить, есть ли вероятность аэрации исходной воды из-за утечек, которые пропускают воздух в магистраль передачи, или вертикальных турбинных скважинных насосов, которые аэрируют воду через сальники, или трубопровода неочищенной воды, который находится на большом расстоянии от водная установка со множеством перепадов высот, требующая широкого использования автоматических выпускных / воздушных вакуумных клапанов.Кроме того, более старая система подачи сырой воды, которая может включать в себя многие черные металлы — возможно, скважины со стальными обсадными трубами или трубы из ковкого чугуна без футеровки — может способствовать дополнительным проблемам загрязнения оксидами металлов в системе обратного осмоса.

Идеальная конструкция подачи сырой воды для грунтовых вод, содержащих металлы или сероводород, должна включать: погружные скважинные насосы с донными клапанами, все неметаллические материалы конструкции колодцев, насосы и трубопроводы, только ручные клапаны сброса воздуха и в идеале достаточно компактная планировка колодцев рядом с площадкой водозабора.

Дополнительное осложнение из-за попадания воздуха в анаэробные грунтовые воды возникает, когда в неочищенной воде присутствует сероводород. Сероводород в неочищенной воде превратится в элементарную серу, которая является особенно плохим загрязнителем для мембранной системы очистки, поскольку ее очень трудно, если вообще возможно, удалить. Загрязнения оксидами металлов в мембранной системе обычно можно очистить с помощью соляной или лимонной кислоты. Биологическое загрязнение системы обратного осмоса часто усугубляется предварительной аэробной обработкой сырой воды.

Ниже приведены описания трех тематических исследований, в которых представлены данные об аэробной и анаэробной предварительной обработке питательной воды для систем мембранной очистки. В первых двух случаях используется предварительная обработка для удаления железа с окислением. В двух других случаях очень успешно обрабатываются грунтовые воды с довольно высоким содержанием железа с помощью прямой мембранной очистки.

Город Аледо, штат Иллинойс.

В городе Аледо используются антрацитовые фильтры с зеленым песком в качестве метода предварительной обработки для удаления железа и марганца перед мембранной обработкой.Уровень железа в сырой воде составляет 0,68 мг / л. Мембранная система обратного осмоса в Аледо была введена в эксплуатацию в 2002 году. С момента ввода в эксплуатацию система обратного осмоса требовала частой очистки, 2-3 раза в год, из-за высокого перепада давления на первой ступени мембранной системы. При запуске перепад давления первой ступени составлял 20 фунтов на квадратный дюйм.

Очистка обычно выполняется, когда перепад давления на первой ступени увеличивается примерно до 60 фунтов на квадратный дюйм. Типичная очистка, выполняемая городским персоналом, обеспечивала минимальное снижение перепада давления, примерно на 20 фунтов на кв.Перепад давления остается постоянным в течение короткого периода времени, прежде чем снова начнет расти.

Данные показывают, что с начала 2005 года было проведено четыре очистки. Улучшение перепада давления произошло за счет удаления одной мембраны для вскрытия и смещения других концевых элементов первой ступени. Мембранное вскрытие проводилось для определения природы загрязнителя, вызывающего это увеличение перепада давления на первой стадии. Результаты вскрытия показали, что причиной загрязнения был органический загрязнитель, состоящий из бактерий, белков и углеводов.

Значительное увеличение перепада давления было вызвано накоплением «биослизня» на поверхности мембраны и со временем закупориванием спейсера Vexar. Изменения в процедурах очистки позволили добиться лучших результатов очистки с меньшей периодичностью между очистками. Биообрастание — обычное явление для мембранных систем, в которых в качестве метода предварительной обработки используется аэрация. Аэрация питательной воды позволяет ей стать средой для роста аэробных бактерий.

Гранд Форкс WTP

У предприятия

Гранд-Форкс-Трейл для водопользователей была подача сырой воды, которая была обработана зеленью и фильтрацией для удаления железа и марганца.Сырая вода, поступающая на завод, имеет уровень железа 0,567 мг / л и марганца 0,515 мг / л. Подземные воды также были высокими по жесткости и щелочности; поэтому коммунальное предприятие решило построить установку для мембранного умягчения в дополнение к существующей установке для фильтрации зелени и песка. Жесткость и щелочность сырой воды составляют примерно 320 мг / л для CaCO3 и 250 мг / л для CaCO3 соответственно. Завод NF был завершен в сентябре 1997 года и включает в себя две линии NF одинакового размера, каждая из которых рассчитана на производство 600 галлонов в минуту пермеата.

Иногда фильтры от зелени и песка на водозаборе не обеспечивают адекватного удаления марганца. Причина этого колебания неизвестна; однако это может быть связано с колебаниями концентраций железа и марганца, которые приводят к неадекватной дозировке перманганата калия. Периодически концентрация марганца в концентрате, покидающем мембранную систему, приближается к 1,0 мг / л. Нормальная работа обычно показывает следовые уровни марганца в мембранном концентрате. Это ожидаемые уровни, поскольку целью системы предварительной обработки является удаление марганца, присутствующего в неочищенной воде.

Мембранная система работает с коэффициентом извлечения 80%, что соответствует пятикратному коэффициенту концентрации. Исходя из этих эксплуатационных данных, концентрация марганца в воде, подаваемой на мембрану, составляет примерно 0,2 мг / л. Таким образом, эффективность фильтра из зеленого песка по удалению марганца может составлять всего 60%. Образцы, взятые из мембранной системы, показывают, что концентрация марганца в пермеате составляет менее 0,01 мг / л независимо от того, удаляет ли фильтр с зеленым песком надлежащим образом марганец, присутствующий в сырой воде.Эта установка работает с очень низким уровнем загрязнения. Частота очистки — не менее одного раза в год. Мембраны по-прежнему хорошо работают после девяти лет эксплуатации.

Сосновые водоочистные сооружения

Водоочистная станция Pinewoods в округе Ли, штат Флорида, была модернизирована в 2005 году, чтобы увеличить общую пропускную способность трех мембранных линий с 2,1 до 2,3 мг / сут. В этих трех цепях используются мембранные элементы нанофильтрации. Было показано, что нанофильтрационные мембраны очень эффективны для удаления растворимых Fe2 + и Mn2 +.Питательная вода для Соснового леса имеет концентрацию растворенного железа 2,95 мг / л.

Результаты анализов воды для проб пермеата показывают, что нанофильтрационные мембраны, используемые в округе Ли, эффективны для удаления растворенного железа и марганца из сырой воды. Не все мембраны NF удаляют железо и марганец так же, как мембраны обратного осмоса; таким образом, может потребоваться пилотное тестирование, чтобы подтвердить отказ от ионов металлов для конкретной мембраны NF. Концентрации железа и марганца в пермеате в округе Ли меньше, чем.01 мг / л.

Естественный pH сырой питательной воды, поступающей в установку, составляет 7,2. При значениях pH выше 5,5 скорость оксигенации Fe2 + увеличивается в 100 раз на единицу pH. Даже небольшое количество окисленного железа загрязняет мембраны и снижает их эффективность. Следовательно, чтобы свести к минимуму вероятность окисления железа, серная кислота добавляется перед мембранной системой, чтобы снизить pH исходной воды с 7,2 до 5,5 единиц pH. В настоящее время система работает без ингибитора образования отложений, поскольку pH снижен до уровня, при котором образование отложений карбоната кальция не происходит.Компания планирует провести эксперимент с постепенным повышением pH и добавлением специального ингибитора образования отложений / диспергатора, который обладает способностью диспергировать частицы оксида металла через мембранную систему. У завода очень низкий уровень обрастания. Им не нужно было проводить уборку около трех лет.

Глиняная сельская вода

Глиняные сельские системы водоснабжения в Вермиллионе, Южная Дакота провели пилотное исследование, чтобы проверить эффективность мембранной технологии для очистки подземных вод.Их источник подземных вод имеет высокую концентрацию растворенного железа и марганца — 1,7 мг / л и 0,16 мг / л соответственно. Пилотное испытание было разработано для сохранения анаэробности питательной воды, чтобы увидеть, потребуется ли дополнительная предварительная обработка для будущей полномасштабной установки. Во время работы пилотной установки образцы пермеата периодически анализировались на концентрацию железа и марганца, чтобы проверить эффективность удаления элементов нанофильтрации. Результаты этих тестов показывают, что уровни железа и марганца ниже 0.1 мг / л в пермеате.

Рабочие данные также были проанализированы, чтобы определить, не произошло ли какого-либо загрязнения мембран в течение всего пилотного испытания. Пилотный проект работал в течение двух месяцев, и перепад давления оставался относительно постоянным на протяжении всего пилотного исследования.

После того, как пилотное исследование было завершено, были произведены вскрытия выводного элемента первой ступени и хвостового элемента второй ступени, чтобы определить, не произошло ли какого-либо загрязнения или образования накипи на мембранах.Результаты вскрытия показали, что оба элемента соответствовали спецификациям производителя для дифференциального давления. Вскрытие показало, что в хвостовом элементе были следовые количества железа, но не на уровне, который снизил бы производительность.

Заключение

Как показано в тематических исследованиях, представленных в данном документе, мембранная обработка может успешно применяться непосредственно на водах с высоким содержанием металлов. Если другие ионы, такие как бор или мышьяк, диктуют необходимость предварительной аэробной обработки, необходимо проявлять максимальную осторожность, чтобы гарантировать, что окисленные частицы не уносятся со стадии фильтрации.Если есть какие-либо опасения по поводу отторжения металлов или потенциального загрязнения оксидами металлов или элементарной серой, настоятельно рекомендуется провести пилотное исследование. Хотя измерение уровня растворенного кислорода в грунтовых водах не является обычным делом, это хорошая идея, потому что иногда даже в грунтовых водах может присутствовать удивительное количество DO.

Скважину следует тщательно промыть и провести измерения во время откачки скважины с расчетным расходом. Кроме того, существует несколько доступных ингибиторов образования отложений / диспергаторов, которые обещают повышенную способность минимизировать загрязнение оксидами металлов в системе обработки мембран.Если высокие уровни металлов являются ограничивающим фактором для смешивания сырой воды, рассмотрите возможность простой обработки побочного потока смеси с помощью обычного процесса фильтрации для удаления железа и подачи анаэробных грунтовых вод непосредственно в установку обратного осмоса.

Высокий уровень металлов в источнике неочищенной воды не должен автоматически означать, что вода не подходит для мембранной обработки или что потребуется обширная предварительная обработка. Часто процесс предварительной обработки не только увеличивает капитальные затраты, а также затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, но фактически наносит ущерб операции мембранной обработки.

факторов, ведущих к анаэробным условиям

факторов, ведущих к анаэробным условиям — компостирование Корнелла


Факторы, приводящие к анаэробным условиям

Том Ричард

Значительное выделение анаэробных запахов из системы компостирования обычно является признаком того, что какой-то важный управленческий фактор пренебрегали или неправильно понимали.Это обсуждение — попытка чтобы лучше понять условия, которые могут привести к образованию запаха в надежде, что их можно избежать или наименее сведен к минимуму в будущем.

Наиболее частыми факторами, вызывающими анаэробный запах, являются:

1) избыточная влажность,
2) недостаточная пористость,
3) быстроразрушающийся субстрат, и
4) чрезмерный размер ворса.

Все эти факторы затрудняют проникновение кислорода по всей свае до того, как она разрядится, или позвольте воздушному потоку вызвать короткое замыкание вокруг больших зон, которые становятся анаэробными. Один из механизмов транспорта кислорода является диффузией, которая является функцией разности концентраций между наружным воздухом (21% кислорода) и концентрацией кислорода во внутренней части ворса (если анаэробный, ноль).В пассивном вентилируемая или валковая система, диффузии способствует естественная конвекция, но эта помощь, вероятно, ограничивается верхним и внешним части сваи (Miller et al., 1989). Даже с системой принудительной вентиляции эффекты воздуходувки в основном ограничены крупными порами, и диффузия необходима для управлять движением кислорода из больших пор в маленькие поры и водные пленки, окружающие частицы.

Если мы рассмотрим уравнения, регулирующие кислород диффузии в воздухе, мы видим, что коэффициент диффузии увеличивается с температурой, и уменьшается с увеличением давления.В типичных условиях систем компостирования коэффициент диффузии кислорода в газовой фазе может варьироваться от 0,20 см 2 / сек до 0,28 см 2 / сек .

Хотя коэффициент диффузии может меняться в зависимости от условий в газовой фазе еще более драматические эффекты видны, когда кислород должен распространяться через воду, а не через воздух. В воде при 60 ° C коэффициент диффузии кислорода составляет примерно 4.8 x 10 -5 см 2 / сек, почти на 4 порядка меньше, чем в воздухе. Потому что воздействие влаги настолько резко, избыток влаги наиболее частый фактор, приводящий к анаэробным условиям.

Номер ссылки

Миллер, ФК, Э.Р. Харпер и Б.Дж. Маколи. 1989. Полевая экспертиза. соотношения температуры и кислорода в штабелях для компостирования грибов — рассмотрение оксигенации дымовой трубы на основе использования и поставки.Австралийский журнал Экспериментальное сельское хозяйство 29 (5): 741-750.



Для конкретных комментариев, относящихся к этой странице, пожалуйста, свяжитесь с Корнельским Институт управления отходами (формат и стиль), или Том Ричард (техническое содержание).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.