微生物与环境保护专题讲座.ppt

非酶方式有： ①以两种方式促进光化学反应的进行，微生物的代谢物作为光敏物，吸收光能并传递给农药分子或以微生物的代谢物作为电子受体或供体。 ②通过改变pH值发生作用。 ③通过产生辅助因子促进其他反应进行。 微生物代谢农药的途径 氧化、还原、酰胺及酯的水解、缩合或共轭形成等，使农药脱卤、脱烃、环裂解。 农药的微生物降解与转化的结果： ①解毒作用，将农药降解为无毒物质； ②结合作用，农药被结合，产物虽然更复杂但多数为无毒物； ③改变毒性谱，农药被代谢后，受其毒害的生物种类发生改变； ④活化作用，农药被转变为更毒的或致癌的物质； ⑤消效作用，原来具有潜在毒作用的物质被转化为无毒物。 影响农药生物降解的因素 （1）环境因素 有气候条件（温度、降水、风、光照等）；土壤特性（好氧∕厌氧状态、有机质含量、pH、矿物质等）；生物群落（植物、动物、微生物）。 （2）农药本身性质 农药的组分、剂型进入土壤后都会对微生物及土壤的理化性质产生影响，从而间接影响农药的转化；这些组分同样会影响到农药的挥发性和移动性，进而影响到农药的转化和光降解。 （3）农药间的相互作用 由于同时或先后使用多种农药，有时则是将几种农药混合配用，就必然存在农药间的相互作用。这种相互作用会产生以下三种影响：增加降解速率、增加持久性、农药间或其残留物间结合形成混合物。 （4）农业措施 农药的施用方法、栽培技术及农作物本身都可影响到农药在土壤中的持久性。 塑料的生物降解 合成塑料对环境的污染特点： （1）污染范围广 （2）污染物增长量快 （3）处理难 （4）回收利用难 （5）生态环境危害大 微生物对合成塑料的降解能力 能降解增塑剂的微生物有：铜绿假单胞菌和气单胞菌、诺卡氏菌、节杆菌中的某些种。 可生物降解的塑料（PHA） PHA就是采用微生物发酵法生产的聚羟基烷酸。能合成PHA的主要微生物有：产碱杆菌属、假单胞菌属、甲基营养菌、固氮菌属、红螺菌属等，它们分别利用不同的碳源生产不同的PHA 能降解PHAs的微生物 细菌、放线菌和霉菌，如粪产碱杆菌、勒氏假单胞菌、德氏假单胞菌和单纯青霉等。 在不同的pH、温度环境中，降解PHAs的主导微生物也不同。通常情况下，PHAs厌氧降解比有氧降解快。 多氯联苯的生物降解 多氯联苯（PCB）是人工合成的有机氯化合物，具有耐酸、耐碱、耐热、绝缘性高、化学稳定性高、脂溶性高等特点。常用作电器设备的绝缘油、化学工业的载热剂、塑胶产品中的软化剂和油漆油墨中的添加剂。 PCB有毒，是一种致癌物，在环境中难于分解，能通过食物链富集，对生态系统构成严重威胁。 降解PCB的微生物 细菌中的假单胞菌属、弧菌属、气单胞菌属、微球菌属、芽孢杆菌属、产碱杆菌属和不动杆菌属； 放线菌中的链霉菌属、小球诺卡氏菌属； 真菌中的白腐霉、根霉属、曲霉属及热带假丝酵母、红色假丝酵母、解酯假丝酵母、酿酒酵母等。 合成洗涤剂的生物降解 从土壤、污水和活性污泥中分离到能以表面活性剂为唯一碳源和能源的微生物，主要是微球菌、假单胞菌、黄杆菌、邻单胞菌、产碱杆菌等。 表面活性剂的生物降解机理主要是烷基上的甲基氧化、β氧化、芳香环的氧化降解和脱磺化。 （1）甲基氧化 主要是亲油基末端的甲基氧化为羧基。 （2）β氧化 是羧基被氧化，末端的两个碳断裂、分解。 （3）芳香族化合物的氧化 是苯酚、水杨酸等化合物的开环反应。首先生成邻苯二酚，然后在两个羟基中间开环，经过二羧酸，最后被彻底降解。 （4）脱磺化过程 是脱磺基的过程。 四、微生物在水污染治理中的作用 (一) 水体的自净作用 水体自净：污染物排入江河或其它水域后，经过扩散、稀释、沉淀、氧化、受微生物的作用而分解等，使水体可基本上或完全恢复到原来的状态，这个过程称为水体自净。 水体的自净能力是有限的，如果排入水体的污染物数量超过某一界限时，将造成水体的永久性污染，这一界限称为水体的自净容量或水环境容量。 好氧细菌 厌氧细菌 光能自养型微生物 水体自净的天然过程： (二)污、废水生物处理方法分类 区别 好氧生物处理法 厌氧生物处理法 有机物降解 彻底 不彻底 耗时 短 长 臭气 无 臭气大且出水颜色深 曝气设备 需要、较复杂 不需要 动力消耗 大 小且产能 处理有机物浓度 不能过高 很高 构筑物容积 很大 较大 处理对象 城市污水或其它低浓度有机废水 高浓度有机废和污泥 达标排放 一般可以 需与好氧方法联用 才能达标排放 常见类型 活性污泥法、生物膜法 厌氧消化法 活性污泥法中的微生物及其作用 一、活性污泥的性质和生物相 1．活性污泥的形态 1）外观形态： 活性污泥（生物絮凝体）为黄褐色 絮凝体颗粒： 2）特点： (1)颗粒大小：Φ=0.02～0.2 mm (2)表面积：20～