[发明专利]缓冲水体酸碱值的厌氧微生物营养基质的制造方法及用途

说明书

技术领域

本发明是有关于一种缓冲水体酸碱值的厌氧微生物营养基质的制造方法及用途，特别是有关于一种通过氢氧化镁产生的缓冲物质以供缓冲地下水体酸碱值的厌氧微生物可利用的营养基质的制造方法及用途。

背景技术

各种微生物都有其专属最适合生长的酸碱值(pH值)环境，虽然在低(或高高)pH值环境中的嗜酸(碱)菌已被筛出，但大多数的微生物皆适于中性环境(pH值6-8)，中性的pH有利于提升微生物生长反应效率。例如，目前已知许多可进行还原脱氯的重要菌群亦适于中性生长环境，如Dehalococcoides脱卤菌群，其中已知能够降解乙烯、四氯乙烯的一种脱卤菌群的生长pH值介于6.8-7.5之间。相似的，数种可降解氯乙烯、乙烷的Desulfitobacterium脱卤脱亚硫酸菌群的最适pH值范围亦是接近中性的。因此，维持一个稳定的pH环境是促进脱氯反应一个重要的环节。

厌氧微生物的还原脱氯反应为一产酸反应，其必须有足够的pH缓冲物质来维持反应发生。在天然水体环境中，pH缓冲系统通常为碳酸/重碳酸系统，在还原脱氯反应进行时，盐酸的产生会使重碳酸盐生成二氧化碳(碳酸)，且不易逸散致大气而残留于水体中：

HCl+HCO₃^-→H₂CO₃+Cl^-；

重碳酸盐浓度的降低及碳酸的产生皆伴随造成pH值的降低：

H₂O+CO₂→H₂CO₃→H⁺+HCO₃^-

此外，当多数有机物经发酵产生氢后，也会形成醋酸并降低pH值：

CH₃COOH→H⁺+CH₃COO^-

在原始地下水环境中，pH值通常不易变动，大部分pH值发生变动的原因例如：生物降解产生酸性物质、现地化学氧化剂注入及电子供给者注入环境中等情况。过去为了提高地下水的缓冲能力通常须注入高溶解性基质或碱(酸)性物质，来提高地下水的碱(酸)度，但并无法长时间稳定维持。因此，在一般地下水的厌氧生物复育工法施作中，除了会以灌注有机基质进行现地微生物培养外，若有pH调整问题则需额外添加pH缓冲药剂。

在目前地下水厌氧生物复育工法施作中，最常见的pH调整药剂为氢氧化钠(NaOH)及氢氧化钾(KOH)，于其他工程领域中，此两者也被经常被使用为pH调整的药剂。然而，氢氧化钠及氢氧化钾对于施作中的工人皆具有安全危害，施作不当可能造成腐蚀性的职业伤害；另外，若其使用剂量控制不当，可能会造成含水层pH值过高，不利于微生物反应；此外，地下含水层中氢氧化错合物沉淀也会造成地下水井的井筛阻塞和透水性降低；且长期大量使用氢氧化钠或氢氧化钾也会造成地下水体中钠或钾离子浓度偏高，导致存在使地下水层及土层盐化的疑虑，对于下游不慎取水饮用的居民恐有健康的危害。另一方面，碳酸钠(Na₂CO₃)及碳酸氢钠(NaHCO₃)虽也可用于地下水体中提供低碱度的酸碱缓冲能力，但由于碱度提供量较低，因此其用量必需提高，然而长期大量使用后同样会造成钠离子浓度偏高，致使水层、土层盐化。

故，有必要提供一种能够缓冲水体酸碱值的厌氧微生物营养基质的制造方法及用途，以解决上述现有技术所存在的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种缓冲水体酸碱值的厌氧微生物营养基质的制造方法及用途，所述厌氧微生物营养基质以有机厌氧基质为基础进一步 添加氢氧化镁(Mg(OH)₂)，通过氢氧化镁与有机厌氧基质的脂肪酸混合生成脂肪酸镁盐及甘油，利用脂肪酸镁盐及甘油做为长效缓冲物质，以提供长期缓慢释放碱度的pH缓冲能力，因而可以在注入地下水中促使现地厌氧微生物(如Dehalococcoides sp.)降解水中含氯有机污染物时，有效的中和厌氧微生物反应产生的有机酸，并且长时间的维持水体中最适合厌氧微生物反应的中性pH值环境。