第八章微生物在自然界物质循环中的作用.ppt

二、无机硫的转化 (一) 硫化作用 H2S S SO42- 1、硫化细菌 硫杆菌属(Thiobacillus)，为G- 杆菌，从氧化硫化氢、元素硫、硫代硫酸盐、亚硫酸盐及多硫磺酸盐(例如四连硫酸盐)中获得能量，产生硫酸，同化CO2合成有机物。多在细胞外积累硫，有些菌株在细胞内积累硫。硫被氧化为硫酸，使环境 pH下降至2以下。硫杆菌广泛分布于土壤、淡水、海水、矿山排水沟中。 好氧菌硫化细菌: 氧化硫硫杆菌(Thoibacillus thiooxidans)、 排硫杆菌(Thiobacillus thioparus)、 氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)、 新型硫杆菌(Thiobacillus novellus) 兼性厌氧菌硫化细菌: 脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans) （1）氧化硫硫杆菌：专性自养菌，生长pH范围1.0～6.0，氧化无机硫获得能量。 （2）氧化亚铁硫杆菌：氧化硫酸亚铁、硫代硫酸盐中获得能量，可将硫酸亚铁氧化成硫酸高铁。 硫酸高铁可与辉铜矿(Cu2 S)作用生成 CuSO4与 FeSO4 这种通过硫化细菌的生命活动产生硫酸高铁将矿物浸出的方法叫湿法冶金。生成的CuSO4与FeSO4溶液通过置换、萃取、电解或离子交换等方法回收金属。 硫酸及硫酸高铁溶液是有效的浸溶剂，可将铜、铁等金属转化为硫酸铜和硫酸亚铁从矿物中浸出。 2、?硫磺细菌 将硫化氢氧化为硫，并将硫粒积累在细胞内的细菌，称为硫磺细菌。 （1）丝状硫细菌： 贝日阿托氏菌属(Beggiatoa) 透明颤菌属(Vitreoscilla) 辫硫菌属(Thioploca) 亮发菌属(Leucothrix) 发硫菌属(Thiothrix) （2）光能自养硫细菌： 这类细菌含细菌叶绿素，在光照下，将硫化氢氧化为元素硫，在体内积累硫粒或体外积累硫粒。 亮发菌 丝状硫细菌与活性污泥丝状膨胀有关，当曝气池溶解氧在 lmg／L以下时，硫化物含量较多，丝状硫细菌过度生长会引起活性污泥丝状膨胀。 （二）反硫化作用 土壤淹水、河流、湖泊等水体处于缺氧状态时，硫酸盐被微生物还原为硫化氢，这种作用就叫反硫化作用。  反硫化细菌代表：脱硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans) G-略弯曲杆菌，严格厌氧，最适温度25－30℃，最适pH6－7.5，老细胞因沉积硫化铁而呈黑色。 硫化细菌、反硫化细菌与管道腐蚀 在混凝土排水管和铸铁排水管中，如果有硫酸盐存在，管的底部则常因缺氧而被还原为硫化氢。硫化氢上升到污水表层，与污水表面溶解氧相遇，被硫化细菌或硫磺细菌氧化为硫酸。再与管顶部的凝结水结合，使混凝土管和铸铁管受到腐蚀。 为了减少对管道的腐蚀，要求管道有适当的坡度，使污水流动畅通外，同时加强管道的维护工作。 ? 第五节?? 磷素循环 磷在土壤和水体中存在形式: 含磷有机物：核酸、植素及卵磷脂 非溶性磷酸盐：磷酸钙、磷灰石 可溶性偏磷酸盐：HPO42- 磷素循环 1、含磷有机质的分解 核酸在核酸酶作用下,水解成核苷酸,在核苷酸酶的作用下,分解成核苷和磷酸。 ? 2、土壤中无机磷的转化 含磷有机物的分解 1、核酸 核酸在核酸酶作用下，水解成核苷酸，在核苷酸酶的作用下，分解成核苷和磷酸。 2、磷脂 磷脂在磷脂酶作用下水解为甘油、脂肪酸、磷酸。 分解有机磷化物的微生物主要是芽孢杆菌：多粘芽孢杆菌(Bacillus polymyxa)、解磷巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium var. phosphaticum )。 磷脂结构式 3、植素：存在植物种皮中，不易消化吸收 植素是由植酸(肌醇六磷酸脂)和钙、镁结合而成的盐类。 植素在土壤中分解很慢，经微生物植酸酶分解为磷酸和肌醇。 无机磷化合物的转化 硝化细菌和硫化细菌产生硝酸和硫酸水解不溶性磷酸盐生成可溶性磷酸盐供植物、藻类及其他微生物吸收利用。 磷酸盐在厌氧条件下，被梭状芽孢杆菌、大肠杆菌等还原作用形成 PH3。。 硅酸盐细菌学名胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)，分泌有机酸螯合磷灰石、正长石中的不溶性磷酸盐生成水溶性的磷盐和钾盐。 第六节?? 铁、锰、汞 循环? 自然界中铁以无机铁化合物和含铁有机物两种状