难生物降解有机物的种类及其微生物降解研究进展.ppt

难生物降解有机物的种类及其微生物降解研究进展 难微生物降解有机物的种类及其微生物降解研究进展 难微生物降解有机物的种类 难降解有机污染物主要来自农药、石化、印染、制药、塑料橡胶等行业 ，包括酚类、卤代有机物、芳香族化合物、硝基化合物等 酚类及其微生物降解 酚的来源：酚的生产及其他行业的含酚废水；杀虫剂的污染；生活污水等 目前，已经从环境中分离的对酚类有降解能力的微生物主要有，根瘤菌、醋酸钙不动杆菌、假单胞菌、真养罗尔斯通氏菌、反硝化细菌、酵母菌和藻类等。 微生物对酚的降解 在细菌体内，酚被苯酚羟化酶转化成邻苯二酚，然后被邻苯二酚2,3-双加氧酶或邻苯二酚1,2-双加氧酶催化，开环裂解为三羧酸产物，继而被降解。 卤代有机物的生物降解 卤代有机物在地面水和土壤污染中比较普遍, 是危险废品和垃圾提取物的重要组成部分。随着人造化学剂如: 致冷剂、灭火剂、油漆、溶剂、除草剂和农药的广泛使用, 其对环境的污染日趋严重。对于这类污染物, 最初一般采用物理化学方法。但这些方法不能从根本上治理，且容易造成二次污染，成本也高。而通过微生物的分解，基本能清除污染物，容易施行，且不会造成二次污染。 目前也发现许多微生物对卤代有机物有较强的分解能力，如：假单胞杆菌属对2-氯丙酸有较强的降解能力，而恶臭假单胞菌等好氧及一些厌氧菌则能降解卤代烯烃。 卤代烷烃的生物降解过程一般为：卤代烷烃水解变为醇，再氧化成酸或醛，继而分解为水和二氧化碳。而卤代烯烃在有氧的情况下先转化为不稳定的环氧化物, 然后进一步降解为短链酸, 最后降解为CO2; 厌氧条件下则通过一系列还原脱卤作用形成烯烃, 进而转化为甲烷。卤代醇和卤代酸也能通过微生物氧化和水解被降解。 芳香族化合物 芳香族化合物是一类具有苯环结构的化合物,它们结构稳定, 不易分解, 且毒性很强, 会对环境造成严重的污染, 对人体危害极大。这类污染物主要来源于石油、化工、农药、电子、纺织、造纸、化妆品及制药工业等, 它们可通过多种途径进人环境, 对水体、土壤和大气造成污染。近年来的研究表明,微生物降解环境污染物已成为最有发展前途的治理环境污染的方法。 苯苯首先经苯双加氧酶的作用, 形成顺苯二氢二醇, 再经顺苯二醇双脱氢酶的作用, 形成代谢中间体邻苯二酚。邻苯二酚的代谢可分为邻位切割与间位切割两种途径, 进而分解进入三羧酸循环。 甲苯的降解：恶臭假单胞菌F1 对甲苯的降解,甲苯在一个氧分子及NADH所产生的两个电子作用下而生成顺甲苯二氢二醇。该反应是通过甲苯双加氧酶的作用, 将甲苯分解成顺甲苯二氢二醇, 形成3 -甲基邻苯二酚代谢中间体, 再经开环酶及下游酶的作用代谢成小分子, 最终进如TCA循环。 恶臭假单胞菌G7与恶臭假单胞菌NCIB9816-4皆可代谢萘。萘经其代谢，可生成丙酮酸盐与乙醛，进而被降解。 联苯可被Cl取代，形成多氯联苯（PCBs）其中可以分解含高氯的PCBs的微生物大都生长在厌氧的环境下, 而能分解含低氯的PCBs的微生物通常可以在好氧环境中找到。恶臭假单胞菌LB400可以分解多达6个氯所取代的PCBs，最后生成苯甲酸。 硝基化合物 硝基化合物中，最难降解的还是芳香族硝基化合物。苯环结构的对称性和稳定性使其不易发生反应, 硝基的存在使苯环的电子云密度降低, 生物降解性更差。其中可分为单硝基化合物，二硝基化合物和三硝基化合物。 在好氧条件下，单硝基苯能被不同菌系的微生物以氧化或还原途径分解。而从一些下水道底泥中筛选的厌氧菌吉氏拟杆菌和尿拟杆菌能够与葡萄糖共代谢高效降解硝基苯。 二硝基甲苯常常是作为推进剂及炸药的副产物而释放于环境中, 相对于单硝基甲苯来说, 二硝基甲苯更不易被生物降解。目前二硝基芳香化合物虽然能被一些微生物降解，降解都不彻底, 产物仍有毒性, 开展这一方面的菌种诱导, 研究其代谢机制, 进而分析编码其酶结构的基因, 构造高效降解工程菌有着极其重要的意义。 2,4,6-三硝基甲苯是炸药和推进剂的主要成分，有剧毒。以前处理这类废弃物的方法是倾海、填埋和焚烧, 但都对生态系统造成危害。目前发现可利用堆肥法去除少量TNT。以废糖浆为碳源, 用好氧/厌氧土壤悬浮反应器处理受污染土壤中的TNT。该方法设备简单，成本低，处理效率较高。 * *