欢迎来到上海博取仪器有限公司网站!

当前位置:首页  >  技术文章  >  为什么要测ORP(三)

为什么要测ORP(三)

发布时间:2022-08-24      点击次数:265

为什么要测ORP(三)

image.png

氧化还原电位,简称ORP (是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写)或EhORP作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标,已沿用很久,它表征介质氧化性或还原性的相对程度。

image.png

各类微生物的最适氧化还原电位范围


各种化学反应,尤其是生物体细胞内所引起的各种生物化学反应都是在特定的氧化还原范围内发生和完成的。
好氧微生物一般来说,适宜的氧化还原电位(Eh)为300-400mV,在100mV以上即能生长。
厌氧微生物 只能在Eh100mV以下甚至为负值才能生长。
产甲烷菌(专性厌氧)生长和产甲烷的适宜氧化还原电位(Eh)是 -330mV以下。
兼性厌氧微生物100mV以上时进行好氧呼吸,100mV收下时进行无氧呼吸和发酵作用。


image.png

    对于厌氧微生物来说,环境中低氧化还原电位具有重要性。厌氧微生物之所以要如此低的氧化还原电位才能生长。一个原因是厌氧微生物细胞中无高电位的细胞色素和细胞色素氧化酶等,因而不能推动发生和完成那些只有在高电位下才能发生的生物化学反应,另一方面是由于对厌氧微生物生长所必需的一个或多个酶的-SH只有被*还原以后,这些酶才能活化或活跃地起酶学功能,因此环境中仅仅无氧的存在仍不足以为厌氧微生物尤其是严格厌氧微生物提供有效的生长条件,还必须使环境中的氧化还原电位稳定在厌氧微生物所要求的范围。当某种厌氧微生物接种于具有比它所要求的氧化还原电位更高的培养基中时,它应激反应是不分化不生长,或者需要一个比正常电位培养基中长很多的滞留期。如果高氧化还原电位只是使厌氧微生物接种物需要长得多的停滞期,那么这种微生物在这个生长停滞期间可以通过代谢由接种时带入的或存在于培养基中的中间体而降低培养基中氧化还原电位,当然这种氧化还原电位的降低是局部性的,仅限于活跃菌体细胞的周围

当菌体周围的氧化还原电位降低到满足这种微生物以对氧化还原电位的要求时,细胞内活跃的代谢便开始。还原性物质便产生,整个培养基变为厌氧性而达到接入微生物的要求,生长也呈现正常的速率。由于接种物或在细菌细胞内或悬浮于培养基中带有的物质在相当程度上有助于立即降低菌体周围的氧化还原电位,因此接种量越大,所携带的中间体越多,菌体能起始生长的环境氧化还原电位可超高。在实践中确也如此,接种量越大,停滞期越短,生长越迅速。但一旦菌体生长之后,环境中的氧化还原电位不再是一个主要控制因子。

图片微生物生长对氧化还原电位的影响

  微生物在其生长过程中会降低环境的氧化还原电位。好氧微生物、兼性微生物和厌氧微生物都呈现出这种趋势。其原因在于好氧微生物和兼性微生物在其生命代谢中以氧为最终电子受体,使环境中的氧被水泵而降低环境氧化还原电位;而厌氧微生物和在氧耗尽后的兼性微生物尽管在其生命活动中不利用氧,但是代谢产生的种种还原性产物也使环境中的氧化还原电位降低。

然而各种类型的微生物降低环境中氧化还原电位的速度和程度很不一样

   好氧微生物在生长的第一小时内并不降低环境中的Eh值,其原因在溶于环境基质中的氧的缓冲效应。当继续生长时氧化还原电位会出现一个小的低落,而后保持在某一Eh值的水平上。

image.png

而兼性微生物在开始生长的头几个小时内,也不降低环境Eh值,这个Eh值将持续稳定的时间要比好氧微生物呈现的长,这可能与兼性微生物耗氧的速度要比好氧微生物低的缘故。兼性微生物耗尽了环境中的氧,使环境由好氧性转为厌氧性时环境中的氧化还原电位便出现明显的跌落,兼性微生物的代谢方式也由好氧性转为厌氧性。

厌氧微生物的生长对于环境氧化电位的影响方式与好氧性微生物和兼性微生物很不相同,它一直要等到环境中氧化还原电位被接种物中产生的还原性物质降低到适宜时才会开始生长。如果环境中的氧化还原电位已经达到或低于接种微生物的生长还原电位的要求,则接种物进入培养基后立即生长。在生长过程中由于不断形成还原性终产物而使环境氧化还原电位迅速降低,因为某一种微生物在特定的基质中所产生的还原性终产物是特定的,这些还原性终产物的氧化还原电位又有其特定的范围,因而对于环境氧化还原电位的影响又会限定于某一范围。


image.png

pH值往往影响氧化还原体系的电位及氧化还原反应速率。pH值越低,O2Cr2O72-越高,为了能增大溶解氧及六价铬等氧化有机物及还原性无机物之能力,可以适当降低发酵醪的pH,但有诸多负面影响:

所以调节并保持较高的氧化还原电位不一定要降低pH,可以适当提高醪体及水体中的溶解氧,在水体净化行业也可同时提高氧化物的排入量,这样可以提高水体的自净能力。


版权所有©2022 上海博取仪器有限公司 All Rights Reserved    备案号:    sitemap.xml    管理登陆    技术支持:仪表网