微生物对污染物的降解与转化.ppt

第一页，共三十六页，2022年，8月28日 自然界中物质的降解有三种方式：光降解、化学降解、生物降解。 生物降解——指由生物对污染物进行的分解或降解。 降解――将复杂有机物分解为简单物质的过程。 终极降解――微生物把有机物分解产生无机物CO2和H2O的过程。 第二页，共三十六页，2022年，8月28日 可生物降解性——复杂有机物在微生物作用下 分解为简单物质的可能性。 依可生物降解性的大小可将所有的物质范围： 可生物降解性物质；如淀粉、蛋白质 难生物降解性物质；如纤维素 不可生物降解性物质；尼龙、塑料 第三页，共三十六页，2022年，8月28日 影响微生物降解与转化的因素 化学结构：链长、官能团、取代基、异构体。 共代谢： 环境理化因素：微生物的生长条件（温度、水分、光照、有害物）；污染物的溶解度。 中间产物或终产物：结构变化、毒性改变。 第四页，共三十六页，2022年，8月28日 微生物降解污染物的途径 一、碳源污染物的转化 包括糖类、蛋白质、脂类、石油和人工合成的有机化合物等。 （一）糖类污染物 提问：哪些糖类会成为污染物？ 难溶的多糖，且当一些难溶解的多糖数量较大时才会使自净时间大大增加，从而对环境造成污染。这类多糖主要是纤维素、半纤维素、果胶质、木质素、淀粉。 第五页，共三十六页，2022年，8月28日 1．纤维素的转化 β葡萄糖高聚物，每个纤维素分子含1400~10000个葡萄糖基（β1-4糖苷键）。 来源：棉纺印染废水、造纸废水、人造纤维废水及城市垃圾等，其中均含有大量纤维素。 A．微生物分解途径 第六页，共三十六页，2022年，8月28日 第七页，共三十六页，2022年，8月28日 B．分解纤维素的微生物 好氧细菌——粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌 厌氧细菌——产纤维二糖芽孢梭菌、无芽孢厌氧分解菌及嗜热纤维芽孢梭菌。 放 线 菌——链霉菌属。 真 菌——青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。 需要时可以向有菌种库的研究机构购买或自行筛选。 第八页，共三十六页，2022年，8月28日 第九页，共三十六页，2022年，8月28日 2．半纤维素的转化 存在于植物细胞壁的杂多糖。造纸废水和人造纤维废水中含半纤维素。 分解过程 TCA循环 聚糖酶 CO2 + H2O 半纤维素 单糖 + 糖醛酸 H2O 各种发酵产物 厌氧分解 分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素。 许多芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌及放线菌能分解半纤维素。霉菌有根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉。 第十页，共三十六页，2022年，8月28日 Lignin 木质素 木质素 空腔 纤维素 3．木质素的转化 木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁中，由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度分枝多聚物。 香豆醇 松柏醇 芥子醇 聚合交联 木质素模式图 第十一页，共三十六页，2022年，8月28日 自然界中哪些微生物能够进行木质素的降解呢？ 确证的只有真菌中的黄孢原毛平革菌，疑似的只有软腐菌。 黄孢原平毛革菌(Phanerochaete chrysosprium)是白腐真菌的一种，隶属于担子菌纲、同担子菌亚纲、非褶菌目、丝核菌科。 白腐—树皮上木质素被该菌分解后漏出白色的纤维素部分。 ???????????????????????????????????? 第十二页，共三十六页，2022年，8月28日 （二）油脂的转化 水中来源：毛纺、毛条厂废水、油脂厂废水、肉联厂废水、制革厂废水含有大量油脂 降解油脂较快的微生物： 细 菌 —— 荧光杆菌、绿脓杆菌、灵杆菌 丝状菌 —— 放线菌、分支杆菌 真 菌 —— 青霉、乳霉、曲霉 途径：水解+β氧化 第十三页，共三十六页，2022年，8月28日 （三）石油的转化 提问：什么是石油？ 石油是含有烷烃、环烷烃、芳香烃及少量非烃化合物的复杂混合物。石油污染主要出现在采油区和石油运输事故现场以及石化行业的工业废水中。 1．石油成分的生物降解性 与分子结构有关 第十四页，共三十六页