香料与防腐剂类物质在废水处理中的降解特性及强化策略

香料与防腐剂类物质作为典型的难降解有机污染物，其废水处理面临诸多挑战。这类物质通常具有复杂的芳香环结构和稳定的化学键，导致其在水环境中持久存在且难以被传统生物处理工艺有效降解。研究表明，常见的香料成分如合成麝香（如佳乐麝香、吐纳麝香）和防腐剂（如对羟基苯甲酸酯类）在活性污泥系统中的去除率普遍低于40%，其降解过程往往受到分子结构特性、环境条件及微生物群落组成的多重影响。

针对这一难题，近年来研究者开发了多种强化降解策略。在高级氧化技术领域，臭氧催化氧化与紫外/过硫酸盐联用技术展现出显著优势，其产生的羟基自由基和硫酸根自由基能有效破坏芳香环结构，使降解效率提升至85%以上。生物强化方面，通过投注特定功能菌株（如白腐真菌、鞘氨醇单胞菌）可显著提高系统对疏水性化合物的降解能力，其中黄孢原毛平革菌对苯甲酸酯类物质的降解率可达92.3%。此外，膜生物反应器（MBR）与电化学系统的耦合工艺通过延长污泥龄（SRT>30天）和强化传质效率，使难降解物质的去除负荷提高2-3个数量级。值得注意的是，基于QS（群体感应）调控的微生物代谢工程策略，通过干预细菌间的信号传导，可定向激活特定降解途径的基因表达，这为复杂香料分子的深度矿化提供了新的技术路径。