微生物在环境物质循环中的作用.pptVIP

苯和酚的代谢*苯的代谢苯、萘、菲、蒽的降解为如下图所示萘的代谢菲的代谢*蒽的代谢*8.3氮循环*氮的存在形态：分子氮、有机氮（蛋白质等）、无机氮（NH4+、NO3-等）?21氮循环包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用、及固氮作用。LeadlineofNcycle?碳循环**8.3.1蛋白质水解与氨基酸转化1.蛋白质水解(Hydrolization)蛋白质→胨→肽→氨基酸分解蛋白质的微生物好氧细菌：枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌等兼性厌氧菌：变形杆菌、假单胞菌厌氧菌：腐败梭状芽孢杆菌、生孢梭状芽孢杆菌致病菌：链球菌、葡萄球菌真菌：曲霉、毛霉、木霉放线菌：链霉菌含氮有机物有：蛋白质、氨基酸、尿素、胺、腈化物、硝基化合物等。氨基酸的转化(氨化作用Ammonification)脱氨作用：有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用(Deamination)下产生氨的过程称为氨化作用(Ammonifier)。氧化脱氨还原脱氨04030102斯提克兰反应：生芽孢杆菌对糖的代谢能力差，只能以一种氨基酸作为供氢体，以另一种氨基酸作为受氢体进行氧化还原反应，从而得到能量的现象。丙氨酸甘氨酸乙酸脱羧作用02水解脱氨减饱和脱氨01氨化细菌参与氨化作用的细菌*好氧性：荧光假单胞菌、灵杆菌厌氧性：腐败梭菌兼性菌：变形杆菌。*8.3.2尿素的氨化用酚红可检验此反应，呈红色说明有氨产生。分解尿素的微生物：尿八叠球菌、尿小球菌等。尿素分解时不放出能量，故不能作为能源，只能作为氮源。尿素酶自行分解2NH3＋3O2→2HNO2＋2H2O＋619kJ——在有氧条件下，氨经亚硝酸菌和硝酸菌(NitritebacteriaandNitratebacteria)的作用转化为硝酸的过程。微生物：硝化细菌，G－，为好氧自养菌，适宜在中性和偏碱性环境中生长，不需要有机营养。8.3.3硝化作用(Nitrification)01Total:NH4+＋2O2→2H+＋NO3-＋H2O＋201kJ2HNO2＋3O2→2HNO3＋201kJ02硝化作用的分析：*硝化细菌严格好氧，曝气池DO应在2-3mg/L；1g氨氮完全硝化消耗7.14g碳酸盐碱度，硝化细菌对pH十分敏感，应保证污水中足够碱度；硝化细菌世代时间长，一般为几天，平均3.3天，因此，污泥龄应较长。硝化细菌为化能自养菌，应控制硝化池BOD5小于80mg/L（否则异养菌占优势）；1g氨氮完全硝化耗氧4.57g（NOD）；反应式:2NO3-＋10H+→2OH-＋N2＋4H2O——硝酸盐在缺氧时，在兼性厌氧的反硝化细菌（硝酸盐还原菌）作用下，还原为亚硝酸盐和氮气的过程。8.3.4反硝化作用(Denitrification)01（农业上）会使土壤肥力降低；（污水处理）影响二沉池的出水水质；（水体中）产生致癌物质亚硝酸胺，危害人体健康。反硝化作用的危害02反硝化作用的三种结果*反硝化作用的三种结果①硝酸盐→氨→氨基酸、蛋白质及其它含氮物质；（同化反硝化）②硝酸盐→氮气；（异化反硝化）③硝酸盐→亚硝酸。（异化反硝化）类型含有反硝化细菌种的一些属有机营养型假单胞菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属、土壤杆菌属、黄杆菌属、芽生杆菌属、盐杆菌属、慢生根瘤菌属化能无机营养型硫杆菌属、硫微螺菌属、亚硝化单胞菌属光能营养型红假单胞菌属混合型副球菌属、布兰汉氏菌属、奈氏球菌属反硝化作用的分析：发生条件：(亚)硝酸盐与有机物同时存在；低DO反硝化细菌兼性厌氧，曝气池DO应0.5mg/L；反硝化细菌化能异养，要求BOD5/TN3～5；1g硝酸盐氮完全反硝化产生3.75g碳酸盐碱度；反硝化类型：同化反硝化：NO3-→NO2-→NH2OH→有机体异化反硝化：NO3-→NO2-→N2O→N2内源反硝化：NO3-＋C5H7NO2→N2＋CO2＋NH3-＋OH-因此，污水缺乏有机物时容易导致内源反硝化，使细胞物质减少。8.3.5固氮作用*——在固氮微生物的固氮酶催化作用下，把分子氮转化为氨，进而合成有机氮化合物的过程。01