第七章对污染物质的降解和转化.ppt

第七章 微生物对污染物质 的降解和转化 第一节 概 述 一、 生物降解与生物转化的概念 1、生物降解 2、生物转化 二、 微生物降解转化污染物的巨大潜力 巨大潜力的原因：1、自然突变形成新的变种 2、形成诱导酶适应新的环境 2. 石油的降解途径 在加氧酶的催化作用下，将分子氧键合到有机污染物中，形成一种含氧的中间产物。 3．降解石油的微生物 能降解石油的微生物很多： 细 菌 —— 假单胞菌、棒杆菌属、微球菌属、产碱杆菌属 放线菌 —— 诺卡氏菌 酵母菌 —— 假丝酵母 霉 菌 —— 青霉属、曲霉属 藻 类 —— 蓝藻和绿藻 二、芳香族与卤代烃类 1、多氯联苯类 降解菌：产碱杆菌、不动杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌以及沙雷氏菌的突变体 通过共代谢完成氯苯的完全降解。 多氯联苯类降解 3、多环芳烃(PAHs) 多环芳烃是指具有三个或三个以上的苯环结构的芳香化学物质。多环芳烃的衍生物多具有强烈的致癌性。 多环芳烃的降解菌：气单胞菌属、芽孢杆菌束、黄杆菌属、假单胞菌属等 多环芳烃降解反应： 三、农药的降解 化学成分：有卤素、磷酸基、氨基、硝基、羟基及其它取代物的简单烃骨架（有机磷、有机锡、有机氯等） 四、洗涤剂的降解 1、洗涤剂分类： 可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性电解质四类。 2、降解洗涤剂的微生物 细 菌：假单胞菌、邻单胞菌、黄单胞菌、产碱单胞菌、产碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌 放线菌：诺卡氏菌 洗涤剂降解反应： 五、塑料的降解 危害：白色污染 (1) 土地板结 (2) 被海鸟及海洋哺乳动物误食，致使这些动物消化系统停滞，引起死亡。 (3 )影响景观 目前发现能降解塑料的微生物，种类很少，而且降解速度缓慢。他们主要是细菌、放线菌、曲霉中的某些成员。 塑料降解反应： 六、其他类有机污染物 1、氰化物、乙腈、丙腈、正丁腈、丙烯腈等腈类化合物 汞的甲基化是由微生物依靠甲基化辅酶形成的。 汞甲基化微生物： 细菌——甲烷菌、匙形梭菌、荧光假单胞菌、大肠埃希氏菌、产气肠杆菌、巨大芽孢杆菌 真菌——粗糙链孢霉、黑曲霉、酿酒酵母等。 Hg2+ ———→ Hg+ -CH3 —— ———→ Hg(CH3) 2 二、其它重金属的转化 其它重金属的转化与汞的情况十分相似，重金属普遍可以被微生物甲基化，而且甲基化的重金属普遍毒性大为提高，这些金属包括砷、硒、铅、锡、镉、锑等。 * * 三、 有机污染物的生物降解性的测试方法 1． 测定有机污染物的可生物氧化率（瓦氏呼吸仪） 2． BOD5/COD 或BOD5/TOD（初步判定） 3．测有机污染物的生化呼吸曲线 4．微生物降解实验 （1）．土壤消毒试验—多用于新农药的可生物降解性评定。 （2）. 培养液降解试验 5．其他测定指标，如脱氢酶活性、ATP量、14C标记 四、降解污染物的一般途径 1、矿化作用： 有机污染物在一种或多种微生物的作用下彻底分解为H2O、CO2和简单无机化合物的过程。 2、共代谢作用： 一些难降解的有机化合物不能直接被微生物利用，而只有当环境中存在其他可利用的化合物或其他微生物时，难降解有机化合物才能被利用的代谢过程。 五、影响降解转化的生态学因素 1、物质的化学结构 2、共代谢作用 3、环境物理化学因素 简单的复杂的 脂肪族 芳香族多环芳烃 不饱和 饱和 直链 支链 多支链的 某些功能团 4、降解或转化后生成的中间体或终产物 第二节 微生物对有机污染物的降解 1．石油成分的生物降解性 A．链长度 链中等长度（C10-C18）＞链很长的（C24以上）＞短链 B．链结构 直链 支链 不饱和 饱和 烷烃 芳烃 一、 石油的降解 4．影响石油降解的因素 （1）、油的物理状态 （2）、温度 （3）、营养物质 （4）、氧气 （5）、微生物间的相互影响：共代谢作用和抑减效应 5．石油降解微生物的实际应用 （1）、石油探查（乙烷检测） （2）、石油精炼 （3）、石油微生物的菌体研究 2、二恶英 来源：垃圾焚烧 农药生产中的副产品 纸浆