Книга -

5.4. ДИНАМИКА РОСТА МИКРООРГАНИЗМОВ-ДЕСТРУКТОРОВ И БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ КСЕНОБИОТИКОВ

Для описания роста микроорганизмов и скорости потребления или разложения веществ-загрязнителей можно пользоваться зависимостями, применяемыми в ферментативной кинетике или при изучении микробиологической трансформации веществ, роста микроорганизмов и синтеза основных полимеров клетки.

Рост микроорганизмов и одновременное потребление субстрата описываются линейными дифференциальными уравнениями первого порядка:

В системах, в которых лимитирующим фактором является концентрация субстрата, зависимость удельной скорости роста μ или скорости потребления лимитирующего субстрата S от его концентрации часто описываются гиперболической функцией:

где μ - удельная скорость роста микроорганизмов, ч"¹; ν - скорость потребления субстрата (мг/кгсутки, или мг/л'сутки); μ_ηιίιχ, v_max - соответственно максимальные удельные скорости роста микроорганизмов и потребления субстрата в условиях нелимити- рованного концентрацией субстрата (мг/кгч, или мг/лч); S - концентрация субстрата (мг/кг или мг/л); K_s (или К_ш) - константа сродства (константа Михаэлиса-Ментен); Y_x7s - расходный коэффициент (прирост биомассы на единицу потребленного субстрата).

Гиперболическое уравнение используют и для описания роста микроорганизмов (кинетика Моно) и в ферментативной кинетике (кинетика Михаэлиса-Ментен). Это обусловлено тем, что константы в нем имеют физический смысл, а именно характеризуют максимально воможную скорость реакции v_max и сродство субстрата к ферменту или клетке K_s.

При отсутствии ограничений на относительно доступном и нетоксичном ксенобиотике рост микроорганизмов описывается кривой роста (рис. 5.7 а, кривая 1) с лаг-фазой (фазой адаптации), ростом по экспоненте, стационарным состоянием при исчерпании субстрата, отмиранием (лизисом) клеток. Соответственно изменяется концентрация субстрата (рис. 5.7 б, кривая 1).