第六章-微生物对污染物的降解与转化
环境化学复习资料第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应 名词术语
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第六章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应名词术语1.持久性有毒化学污染物(Persistent toxic substances(PTS))持久性有毒化学污染物是指在全球普遍存在的、具有生物累积性、难以降解、可远距离传输、致癌致突变性和内分泌干扰等特性的一类物质。
这些化合物所引起的污染问题已经引起国际环境保护组织、各国政府和民众的高度关注。
联合国UNEP制订的持久性有毒化学污染物(PTS)目前包括27种有毒化学污染物:1.艾氏剂(Aldrin);2.氯丹(Chlordane);3.滴滴涕(DDT);4.狄氏剂(Dieldrin);5.异狄氏剂(Endrin);6.七氯(Heptachlor);7.六氯代苯(Hexachlorobenzene);8. 灭蚁灵(Mirex);9.毒杀芬(Toxaphene);10.多氯联苯(PCBs);11.二恶英(Dioxins);12.多氯代苯并呋喃(Furans);13.十氯酮(Chlordecone);14.六溴代二苯(Hexabromobiphenyl);15.六六六(HCH);16.多环芳烃(PAHs);17.多溴代二苯醚(PBDE);18.氯化石蜡(Chlorinated Paraffins);19.硫丹(Endosulphan);20.阿特拉津(Atrazine);21.五氯酚(Pentachlorophenol);22.有机汞(Organic Mercury compounds);23.有机锡(Organic Tin compounds);24.有机铅(Organic Lead compounds);25.酞酸酯(Phthalates);26.辛基酚(Octylphenols);27.壬基酚(Nonylphenols)。
2.挥发性氯代烃(Volatile chlorinated hydrocarbons)指正常状态下(20 ℃,760 mmHg),蒸汽压大于0.1 mmHg以上的氯取代烃类化合物,它是重要的化工原料和有机溶剂,广泛的应用于化工、医药、制革、电子等行业。
环境化学第6章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
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体内的许多器官产
生影响 。
2020/10/27
砷 中 毒 肾 病
砷中毒皮肤组织增殖细胞
第二节 有机污染物
大量的有机化学品以各种形式进入 环境,产生各种各样的环境效应,直接 或间接地危及人体健康。其中以对生态 环境和人类健康影响最大的难降解的、 有致癌、致突变作用的有机物的环境行 为最受人们关注。
2020/10/27
பைடு நூலகம்
3、甲基汞脱甲基化与汞离子还原 湖底沉积物中甲基汞可被某些细菌
降解而转化为甲烷和汞。也可将Hg2+还 原为金属汞。
CH3Hg+ +2H
Hg+CH4+H+
HgCl2+2H
Hg+2HCl
2020/10/27
4、汞的生物效应
甲基汞能与许多有机配位体基团结 合,如-COOH、 - NH2、 - SH、 - C S - C - 、 - OH等。由于烷基汞具有高脂 溶性,且它在生物体内分解速度缓慢(其 分解半衰期为70d),因此烷基汞比可溶 性无机汞化合物的毒性大10—100倍。
2020/10/27
卤代烃在大气中的转化
卤代烃的转化
对流层 含氢卤代烃与HO自由基的反应
2020/10/27
平流层
受到高能光子的攻击而被破坏
多氯联苯(PCBs)
多氯联苯的结构与性质
多氯联苯是一组由 多个氯原子取代联苯分子 中氢原子而形成的氯代芳 烃类化合物。
由于PCBs理化性质稳定,用途广泛,已成 为全球性环境污染物,而引起人们的关注。
多氯代二苯并二恶英(PCDD )和多氯代二苯并呋喃(PCDF) 是目前已知的毒性最大的有机氯 化合物。他们是两个系列的多氯 化物。其结构式为:
微生物对环境污染物的降解
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微生物对环境污染物的降解一、引言环境污染是当前全球面临的一大挑战,许多污染物对生态系统和人类健康产生了极大的威胁。
然而,幸运的是,自然界中存在着许多微生物,它们具备特殊的降解能力,可以有效地分解和降解环境中的污染物,为环境的修复和恢复提供了有力支持。
二、微生物对有机污染物的降解1. 微生物的分类和功能微生物包括细菌、真菌、古菌和病毒等,它们对不同类型的有机污染物具备不同的降解能力。
其中,细菌是目前最为常见的污染物降解微生物,具有分解有机化合物的能力;真菌则擅长降解木质素和多环芳烃等有机物;而古菌则对极端环境下的有机废物降解具备独特的适应能力。
2. 微生物降解机制微生物在降解有机污染物时,主要通过产生特定的酶来分解化合物的化学键,将其转化为无毒或较低毒的物质。
这些酶可以在特定环境条件下诱导合成,因此可针对具体的污染物进行调控。
此外,微生物还能通过多种途径将有害物质转化为有益物质,如转化为能量、气体或更稳定的形式。
三、微生物对重金属污染的降解1. 微生物的选择途径重金属是一类有害而难以处理的污染物,但微生物却能通过吸附、还原、沉淀和转化等方式对其进行有效降解。
此外,通过改变土壤或水体的酸碱度、氧化还原条件等环境因素,也可以促进微生物的降解作用。
2. 微生物的降解机制微生物对重金属的降解主要通过酶的催化作用实现,它们可以使重金属形成难溶性或稳定的沉淀物,从而减少其对环境的毒性。
例如,某些细菌可以产生硫酸盐还原酶,将含有重金属的化合物还原成相对稳定的硫化物,从而将有毒的重金属转化为较为安全的形式。
四、微生物对农药污染的降解1. 微生物的降解机制农药是农作物生产中广泛使用的化学物质,但其残留会对土壤和水体产生严重的污染。
微生物通过产生特定的酶类分解农药分子的连接键,降低其残留浓度。
此外,微生物的活性代谢产物也能进一步分解和转化农药残留物,从而减少环境中的农药污染。
2. 微生物的应用前景利用微生物进行农药污染治理是一种环保、经济、高效的方法。
微生物对污染物的降解和转化
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微生物对污染物的落解和转化•有机污染物生物净化〔天然物质、人工合成物质〕•无机污染物生物净化第一节有机污染物的生物净化机理•净化实质——微生物转化有机物为无机物•依靠——好氧分解与厌氧分解一、好氧分解•细菌是其中的主力军•原理:好氧有机物呼吸•C→CO2+碳酸盐和重碳酸盐•H→H2O•N→NH3→HNO2→HNO3•S→H2SO4•P→H3PO4•二、厌氧分解•厌氧细菌•原理:发酵、厌氧无机盐呼吸C→RCOOH〔有机酸〕→CH4+CO2•N→RCHNH2COOH→NH3〔臭味〕+有机酸〔臭味〕•S→H2S〔臭味〕•P→PO3-4•水体自净的天然过程中厌氧分解〔开始〕→好氧分解〔后续〕第二节各类有机污染物的转化一、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。
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、人造纤维废水及都市垃圾等,其中均含有大量纤维素。
A.微生物分解途径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、曲曲折折曲曲折折折折霉、镰刀霉、木霉及毛霉。
•需要时能够向有菌种库的研究机构购置或自行筛选。
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•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、曲曲折折曲曲折折折折霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉。
3.木质素的转化自然界中哪些微生物能够进行木质素的落解呢?•确证的只有真菌中的黄孢原毛平革菌,疑似的有软腐菌。
黄孢原平毛革菌(Phanerochaetechrysosprium)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。
微生物对环境中有物质的降解与去除
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微生物对环境中有物质的降解与去除微生物在自然界中起着至关重要的作用。
它们是地球生态系统不可或缺的一部分,可以对环境中的有害物质进行降解与去除。
在这篇文章中,我们将探讨微生物在环境中降解与去除有害物质的机制以及其应用。
一、微生物降解有害物质的机制1.1 水解作用微生物通过分泌水解酶来降解有机物。
这些酶可以将复杂的有机物分解为简单的可供微生物吸收和利用的物质。
例如,细菌可以分解油污,将其分解为较小的碳链和水。
对于水中的有机废弃物,微生物也可以通过水解作用将其降解为无害的成分。
1.2 氧化还原作用微生物可以通过氧化还原作用将有害物质转化为无害物质。
在这个过程中,微生物利用有机物或无机物作为电子受体来氧化有害物质,从而使其降解。
例如,硝化细菌可以将氨氮转化为硝酸盐,从而降低水体中的氨氮浓度。
还有一些微生物可以利用氯离子还原有机氯化合物,从而将其降解为无害的物质。
1.3 吸附作用微生物表面的菌体或细胞外多糖可以吸附有害物质,将其从环境中去除。
这种吸附作用可以提高微生物对有机物和重金属离子的去除能力。
一些微生物具有高度选择性的吸附能力,可以将重金属离子从废水中吸附并固定下来,起到净化水体的作用。
二、微生物降解与去除有害物质的应用2.1 废水处理微生物在废水处理中具有广泛的应用。
在生活污水处理中,微生物可以通过降解有机物、吸附重金属离子和氮磷去除等方式来净化废水。
此外,微生物在工业废水处理中也发挥着重要作用,可以降解有机废弃物、去除重金属和毒性物质,保护水环境的安全。
2.2 土壤修复土壤中的有机和无机污染物对环境和人类健康造成了潜在的威胁。
微生物通过降解有机物和稳定无机物的方式,可以修复受到污染的土壤。
微生物源于土壤是土壤中重要的有机物降解者和污染物转化者,通过活化土壤中生物、化学和物理过程来修复污染土壤。
2.3 油污处理微生物可以降解和去除油污,对防止油污滋生和保护海洋生态环境具有重要意义。
微生物能够分解石油中的碳链,并将其转化为无害的物质。
微生物对含氮硫磷污染物的降解转化
![微生物对含氮硫磷污染物的降解转化](https://img.taocdn.com/s3/m/0fab414c770bf78a64295443.png)
北京科技大学环境工程微生物学林海教授微生物对含氮/硫/磷污染物的降解转化含氮化合物的降解转化氮素在自然界的循环(红箭头表示微生物与植物的共同作用;黄箭头表示生物固氮循环中的重要环节)大气N 2生物体有机氮NH 4+NO 3-NO 2-NO N 2O NH 2OH NH 4+②硝化作用③硝酸盐同化作用⑤铵盐同化作用①生物固氮⑥异化性硝酸盐还原作用⑦反硝化作用⑧亚硝酸氨化作用②硝化作用④氨化作用分子态氮被还原成氨和其他氮化物的过程固氮作用微生物的固氮作用分为自生固氮、共生固氮、联合固氮作用三大类自生固氮生物是指能独立进行固氮作用的一类微生物。
螺菌属、固氮菌科、肠杆菌属共生固氮微生物只有在与其他生物生活在一起的情况下,才能固氮或有效固氮。
根瘤菌、蓝细菌、弗兰克菌联合固氮作用是固氮微生物与植物之间存在的一种简单共生现象。
固氮微生物仅存在于相应植物的根际,并不侵入根毛形成根瘤,但有较强的专一性,固氮效很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物,其中分解能力强并释放出NH3的微生物称为氨化微生物。
有机氮化物在微生物作用下分解产生氨的过程氨化作用氨化微生物◆蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)◆巨大芽孢杆菌(B.megaterium)◆枯草芽孢杆菌◆神灵色杆菌(Chromobacterium prodigiosum)◆腐败梭菌(Clostridium putrificum)◆普通变形菌(Proteus vulgaris)◆荧光假单胞菌等细菌◆曲霉属◆毛霉属◆青霉属◆根霉属等真菌和嗜热放线菌等。
氨氧化细菌:热点硝化作用氨在微生物作用下氧化成硝酸盐的过程硝化作用由两类细菌分两个阶段完成。
第一阶段是氨被氧化为亚硝酸盐,靠亚硝化细菌完成;第二阶段是亚硝酸盐被氧化为硝酸盐,靠硝化细菌完成。
氨在微生物作用下氧化成硝酸盐的过程硝化作用亚硝酸细菌主要分类◆亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)◆亚化叶菌属(Nitrosolobus)◆亚硝化球菌属(Nitrosococcus)◆亚硝化螺菌属(Ni trosospira)硝酸盐细菌主要分类◆硝化杆菌属(Nitrobacter)◆硝化螺菌属(Nitrospina)◆硝化球菌属(Nitrococcus)反硝化作用硝酸盐在微生物作用下还原,释放出分子态氮和一氧化二氮的过程称为反硝化作用,或称为脱氮作用。
微生物对污染物的降解与转化
![微生物对污染物的降解与转化](https://img.taocdn.com/s3/m/6bafa13182c4bb4cf7ec4afe04a1b0717fd5b355.png)
微生物对污染物的降解与转化微生物的一大特点,是代谢类型的多样性,自然界存在的各种物质,特别是有机化合物,几乎都可找到使之降解或转化的微生物。
就是随着工业发展,排入环境引起环境污染的许多人工合成物,由于微生物繁殖迅速,个体微小,比表面大等特点,它们较其他生物更易适应环境,已有不少证据表明,微生物“正学着”对付众多的“陌生的”人造化合物。
可见微生物对污染物的降解和转化具有巨大的潜力。
(1)微生物对无毒有机物的降解无毒有机物主要是生活废弃物。
很多微生物都有能力降解这为在污染物。
微生物通过好氧分解或厌氧分解来分解有机物。
(2)微生物对有毒有机物的降解有毒有机物一般属于难生物降解性物质和不可生物降解性物质。
研究这些有机物的可溶解性,从环境保护角度来看,具有重要的实践意义。
①农药农药是除草剂、杀虫剂、杀菌剂等化学药剂的总称。
由于农药对粮食生产的重要,目前全世界农药的总产量已达200多万吨,品种约有500余种,常用的也有100种。
而当前使用的农药多是有机氯制剂、有机磷制剂和有机汞制剂。
这些有毒化合物在环境中的存留时间一般较长。
因此,大量农药累积于自然环境中,对人和动物具有严重的危害。
微生物与农药之间的关系可概括成两个方面。
一方面农药抑制土著种群的数量和作用可用于杀害和抑制某些有害种类;另一方面,几乎全部现代农药都是有机的,因而可以想象微生物可以代谢这些药物,改变和破坏它们的毒性。
现已了解,环境中有机农药的消失,主要是由于微生物的降解作用。
并已从土壤、水体、污泥、污水中分离到能降解农药的细菌、放线菌、真菌等微生物。
由此,可利用微生物降解有机污染物。
微生物以两种方式降解农药,一种方式是以农药作为生长的唯一碳源和能源,有时还作为唯一的氮源,而使农药降解,具有这种能力的微生物很多,其中假单胞菌属、诺卡氏菌属及曲霉属中的一些种类最为突出;另一种方式是通过共代谢作用,即微生物从其它化合物获得碳源和能源后,才能使农药转化甚至完全降解。
微生物对食品中污染物的降解与清除
![微生物对食品中污染物的降解与清除](https://img.taocdn.com/s3/m/31988161dc36a32d7375a417866fb84ae45cc339.png)
微生物对食品中污染物的降解与清除食品安全一直是人们关注的焦点之一,而食品中的污染物也是影响食品安全的一个重要因素。
微生物,作为一类重要的生物资源,具有许多优秀的降解和清除污染物的能力。
本文将探讨微生物在食品中污染物降解和清除方面的应用,以及一些常见的微生物降解污染物的例子。
一、微生物对食品中污染物的降解微生物在食品中降解污染物的过程中起到了关键作用。
它们可以分解和转化食品中的有机污染物,将其转化为无毒的物质,从而保护食品的质量和安全。
1. 微生物对农药的降解农药在农田使用过程中往往会残留在农产品中,给人们的健康带来潜在威胁。
许多微生物,如细菌、真菌和放线菌等,具有对农药进行降解的能力。
它们可以通过酶的作用将农药分解为无毒的物质,或通过吸附和转化过程将农药从食品中清除。
2. 微生物对重金属的降解重金属在食品中的积累对人体健康有潜在的危害。
许多微生物,如铜绿微囊藻、蓝绿藻和微生物泥球等,具有对重金属进行降解的能力。
它们可以通过吸附和转化的方式将重金属离子从食品中去除,减少对人体的损害。
3. 微生物对致病菌的降解食品中的致病菌是食品安全的一个重要威胁。
许多微生物,如乳酸菌和产生抗菌物质的细菌等,具有对致病菌进行降解的能力。
它们可以通过产生抑制物质或竞争性生长的方式,抑制或清除食品中的致病菌,保证食品的安全性。
二、微生物对食品中污染物的清除除了直接降解污染物,微生物还可以通过其他方式清除食品中的污染物,从而提高食品的质量和安全。
1. 微生物的降解代谢产物微生物在降解食品中有机污染物的过程中,会产生一些代谢产物。
这些代谢产物对原有的有毒物质进行进一步的转化和分解,从而清除食品中的污染物。
例如,一些细菌在降解乙醛时会产生乙酸,乙酸对人体无毒,可以有效地清除乙醛对人体健康的影响。
2. 微生物的吸附作用微生物表面具有一些特殊的吸附结构,可以吸附食品中的污染物。
这些微生物可以通过与食品中的污染物结合,从而将污染物固定在微生物上,并随微生物一同被排出体外,实现清除污染物的效果。
微生物对污染物的降解和转化
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微生物对污染物的降解和转化•有机污染物生物净化(天然物质、人工合成物质)•无机污染物生物净化第一节有机污染物的生物净化机理•净化本质——微生物转化有机物为无机物•依靠——好氧分解与厌氧分解一、好氧分解•细菌是其中的主力军•原理:好氧有机物呼吸• C → CO2 + 碳酸盐和重碳酸盐•H → H2O• N → NH3→ HNO2→ HNO3•S → H2SO4•P → H3PO4•二、厌氧分解•厌氧细菌•原理:发酵、厌氧无机盐呼吸C → RCOOH(有机酸)→CH4 + CO2•N → RCHNH2COOH →NH3(臭味) + 有机酸(臭味)•S →H2S(臭味)•P → PO3-4•水体自净的天然过程中厌氧分解(开始)→好氧分解(后续)第二节各类有机污染物的转化一、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。
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。
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•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。
3.木质素的转化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。
微生物对污染物的降解和转化
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•3、氧化反应
• 有机毒物在水环境中所常遇见的氧化剂有单重态氧 (1O2),烷基过氧自由基(RO2·),烷氧自由基(RO·)或羟 自由基(OH·)。这些自由基虽然是光化学的产物,但它 们是与基态的有机物起作用的,所以把它们放在光化学 反应以外,单独作为氧化反应这一类。
二、微生物的生物化学转化作用
(1)酶浓度对酶促反应速度的影响
在酶促反应中,如果底物浓度足够 大,足以使酶饱和,则反应速度与酶浓 度成正比。
底物分子浓度足够时,酶分子越多 ,底物转化的速度越快。
•(2)底物浓度对酶促反应速度的影响
当底物浓度很低时 ,有多余的酶没与底物 结合,随着底物浓度的 增加,中间络合物的浓 度不断增高。反应速度 也迅速增加。
•生物降解(biodegradation)•主要是 微生物降 •微生解物的代谢活动主要体现在以下几个方面:
1.氧化作用 (失电子,自身被氧化,化合价升高)
•Fe2+
Fe3+
•氧化亚铁硫杆菌
S
SO42-
•氧化硫硫杆菌
•NH3
NO2-
NO3•-亚硝化单胞菌属
•硝化杆菌属
•醇(糖类 C-OH) )
醛(-CHO)
•二、微生物的生物化学转化作用
8. 缩合反应 两个或多个有机分子相互作用后以共价键结合 成一个大分子,同时失化反应
•
-C=O
-CH-NH2 (酮基发生氨化)
• 丙酮酸转化为丙氨酸:
•
CH3COCOOH-CH3CHNH2COOH
•二、微生物的生物化学转化作用
•1、直接光解
•光化学反应的先决条件应该是污染物的吸收光谱要与太阳 发射光谱在水环境中可利用的部分相适应。
微生物对环境污染的降解作用
![微生物对环境污染的降解作用](https://img.taocdn.com/s3/m/a52cc5790812a21614791711cc7931b765ce7bde.png)
微生物对环境污染的降解作用随着工业化和城市化的快速发展,环境污染日益严重,给人类生活和生态环境带来了巨大的威胁。
为了减轻环境污染对人类的危害,人们不断探索和研究各种能够降解污染物的方法。
而微生物因其具有高效降解污染物的能力而备受关注。
本文将介绍微生物对环境污染的降解作用,并探讨其在环境保护中的潜力和应用前景。
在自然界中,微生物是一类能够在无机物和有机物转化过程中发挥重要作用的生物体。
它们能够通过吸附、吸收、吸附、降解等过程,将有毒有害物质转化成无毒无害的物质,并进一步分解和利用。
这种微生物的降解作用对减轻环境污染具有重要意义。
首先,微生物在地下水和土壤中的降解作用是非常显著的。
例如,石油和石油制品是常见的水和土壤污染源。
然而,利用微生物降解石油和石油类物质可以有效地减少污染。
研究表明,一些微生物可以利用石油为碳源,通过产生酶来分解石油中的碳氢化合物。
这些酶具有高度专一性和高效降解能力,可以将石油分子分解成较小的碳骨架,从而实现对石油的降解。
除了石油,微生物也能够降解其他有机化合物,如农药、有机溶剂和重金属等,这对于减轻土壤和地下水的污染有着重要的意义。
其次,微生物在水体中的降解作用也十分重要。
水体污染的主要来源包括工业废水、农业面源污染和城市污水处理效果不佳等。
这些污染物会对水生生物和水环境造成严重损害。
然而,通过利用微生物的降解作用,可以将这些污染物快速转化成无害物质。
例如,一些微生物能够降解有机废水中的有毒有机物质,如苯、酚、甲苯等。
研究发现,这些微生物能够分解这些有机物质,产生二氧化碳和水等无毒化合物,从而修复受污染的水体。
此外,微生物在空气中的降解作用也不容忽视。
空气中的污染造成了大气环境的恶化,给人类健康和气候带来了负面影响。
然而,通过利用微生物降解空气中的污染物,可以有效减少空气污染。
微生物降解空气污染物的机制多种多样,包括氧化、还原、吸附、挥发等。
研究表明,一些微生物能够降解有机化合物、硫化物和氮化物,从而减少空气污染物的浓度。
环境微生物学教学大纲
![环境微生物学教学大纲](https://img.taocdn.com/s3/m/1e86d238974bcf84b9d528ea81c758f5f61f29ba.png)
环境微生物学教学大纲一.本课程的目的要求环境微生物学是研究人类生存环境与微生物之间相互关系及作用规律的科学。
本课程是生物学及其有关专业的一门选修课,要求学生掌握环境微生物学的基本知识与理论,包含微生物关于污染物质的降解与转化,从而修复并改善环境的作用规律;微生物关于环境的污染与破坏,从而引起环境质量下降的作用规律,熟悉环境微生物学原理在环境保护中的应用,包含废水、废渣的微生物治理与综合利用的方法,微生物在环境监测中的应用。
通过本课程的学习,培养学生良好的环保意识与科学分析环境污染问题的能力,使学生能够初步运用环境微生物学知识去解决生产与生活中出现的环境污染问题。
二.课堂教学内容(38学时)第一章绪论(4学时)第一节环境微生物学的兴起与进展一、环境微生物学的学科地位(环境科学分支,应用微生物学范畴)二、环境微生物学的兴起与进展(环境科学的形成,环境微生物学与环境科学的关系,环境微生物学形成与进展)第二节* 环境微生物学的定义及内容一、环境微生物学的定义(定义,广义与狭义环境微生物学)二、环境微生物学的内容(污染物降解转化;净化环境原理的应用;微生物对人类生存环境的污染破坏;环境微生物学原理的实际应用)第三节微生物在生态系统中的地位作用一、生态系统的概念(生态系统,生物圈)二、生态系统的结构功能(结构、功能、生态平衡)三、*微生物在生态系统的地位(能流物流中的作用、生态平衡的维持)第四节环境及环境问题一、环境及环境问题(环境、环境问题)二、环境问题的形成及进展(人类活动与环境的相互关系,当前世界面临的环境问题)第二章环境中的要紧微生物类群(2学时)第一节* 微生物的概念、类群及特征一、微生物的概念二、微生物类群(微生物的自然地位,三域系统,类群)三、微生物的特性(种类多,分布广;体积小,面积大;代谢能力强,代谢类型多;生长旺,繁殖快;易变异,习惯性强)第二节原核细胞型微生物一、细菌的形态与大小(形态,大小)二、细菌细胞的构造(基本构造,特殊构造)三、细菌的繁殖与培养特征(繁殖,培养特征)四、*环境中常见的细菌(球菌类、杆菌类、螺旋菌类、放线菌类、鞘细菌、滑动细菌、光合细菌)第三节真核细胞型微生物一、真菌(酵母菌,霉菌)二、藻类三、原生动物第四节非细胞型微生物一、病毒的形态与大小(定义,体形态,大小)二、病毒的化学构成与结构(核酸,蛋白质)三、病毒的侵染与增殖第三章微生物的生长代谢与遗传变异(3学时)第一节* 微生物的营养一、微生物的化学构成与营养物质(化学构成,营养物质)二、微生物的营养类型(光能自养型,光能异养型,化能自养型,化能异养型)三、营养物质的摄取(被动扩散,促进扩散,主动运输,膜泡运输第二节* 微生物的代谢一、酶(酶的性质与作用特征,酶的种类)二、微生物的呼吸作用(呼吸作用类型,微生物的类群)第三节*微生物的生长繁殖一、细菌的生长曲线(缓慢期,对数期,稳固期,衰亡期)二、微生物生长的测定方法(细菌数目的特定,微生物生长量的测定)第四节微生物的生活条件一、温度二、氢离子浓度三、氧化还原电位四、光线五、超声波六、压力七、化学药剂第五节微生物的遗传变异一、遗传变异的物质基础二、微生物的变异(非遗传性变异,遗传性变异)第四章微生物在环境中得分布及其相互关系(3学时)第一节* 微生物在环境的分布一、微生物在土壤中的分布(土壤环境,微生物的数量与分布)二、微生物在水体中的分布(大气水,江河水,湖泊与池塘水,地下水,海水)三、微生物在空气中分布四、微生物在食品上的分布(粮食、肉类、鱼类,乳类)第二节* 微生物间的相互关系一、互生关系二、共生关系三、寄生关系四、拮抗关系第五章微生物在自然界物质循环中的作用(4学时)第一节* 碳素循环一、微生物分解有机质的通常途径(复杂有机物质分解为简单有机物质,简单有机物质的有氧分解,简单有机物质的无氧分解)二、微生物分解纤维素三、微生物分解淀粉四、微生物分解半纤维素五、微生物分解脂类物质六、微生物分解木素及芳香族物质(木素,芳香族化合物)七、微生物分解烃类第二节*氮素循环一、微生物转化氮素物质的通常途径二、氨化作用(蛋白质的分解,核酸的分解,其他含氮有机物的分解)三、硝化作用(亚硝化作用,硝化作用)四、反硝化作用五、固氮作用第三节矿物质循环一、微生物转化矿物质的通常途径二、硫的转化(有机物分解产生硫化氢,硫化作用,反硫化作用)三、磷的转化(含磷有机物的分解,不溶性磷矿物的溶解,磷酸盐的还原)四、铁的转化(高铁化合物的还原与溶解,亚铁化合物的氧化与沉淀,含铁有机化合物的形成与分解)第六章微生物对污染物质的降解与转化(4学时)第一节*概述一、微生物降解与转化物质的巨大潜力二、有机污染物的可生物降解性(可生物降解性,可生物降解性的测定)三、影响微生物降解与转化的生态学因素(物质的化学结构,共代谢作用,环境物理化学因素,微生物降解与转化污染物后生成的中间体或者终产物)第二节* 石油一、微生物对石油的降解能力二、石油降解的生化途径三、石油降解微生物(细菌,霉菌,酵母菌,藻及兰细菌)四、影响石油降解的生态因素(油的物理状态,温度,营养物质,氧气,共代谢作用及其抑减效应)五、石油降解微生物的实际应用(石油勘查,石油精炼脱蜡,石油微生物的菌体利用)第三节* 农药一、微生物对农药的降解能力二、微生物降解农药的途径(酶促作用,非酶促作用)三、几种农药的生物降解(2,4-D,666,DDT,有机磷农药)第四节合成洗涤剂第五节多氯联苯第六节塑料第七节其它有机污染物第八节重金属第七章污水与废渣的生物处理法(6学时)第一节*污水的生物处理一、概述(水体自净,污水处理概况与类型,污水生物处理的基本生化原理,需氧量)二、活性污泥法(活性污泥的性质与生物项,活性污泥法的基本工艺流程及生物学过程,活性污泥膨胀,剩余污泥的处理,评价活性污泥的指标)三、生物膜法(生物膜中的生物,生物膜的净化原理,生物滤池,生物转盘,流化床生物膜法)四、氧化塘法(净化原理,氧化塘的的类型,应用情况)五、厌氧处理法(沼气发酵的生物化学,甲烷细菌,厌氧处理构筑物,厌氧处理法的基本要求)六、土地处理法(净化原理,土壤灌溉注意事项)七、污水去除氮与磷的微生物学法(利用微生物反硝化作用脱氮,繁殖藻类除氮与磷)八、污水处理中的菌种及其对水质要求(菌种,水质要求)九、污水生物处理的进展趋势(不通生物处理工艺联用,扩大用于处理的菌种,诱变产生突变株,污水处理与综合利用相结合,生物工程新技术的研究与应用)第二节* 废渣的生物处理一、需氧性堆肥法(堆肥材料与堆肥方法,堆肥的微生物学过程)二、厌氧发酵法(厌氧性堆肥,密封发酵法,沼气发酵法)三、有机肥料的卫生指标四、城市生活垃圾的生物处理法(我国城市生活垃圾的特点,城市生活垃圾处理途径)第八章微生物对环境的污染与危害(4学时)第一节环境中的病原微生物一、空气的微生物污染(空气中的病原微生物及其传播,污水处理污水与灌溉引起的空气污染,空气微生物污染的防治措施)二、水体的微生物污染(水中的病原微生物,医院污水的微生物污染,水中微生物污染的检测,饮水消毒问题)三、土壤的微生物污染(土壤中的病原微生物及其传播,土壤生物性污染的预防)第二节* 水体富营养化一、富营养化的危害二、富营养化的形成及影响因素三、优势藻种与固氮作用四、光合作用呼吸作用五、富营养化的监测与防治第三节*微生物代谢物与环境污染一、氨二、硝酸与亚硝酸三、氮氧化物四、硫化氢五、酸性矿水六、甲基汞七、羟氨八、亚硝胺类九、腐殖质十、农药代谢的毒性产物十一、细菌毒素十二、真菌毒素十三、藻类毒素十四、气味代谢物十五、材料的霉腐与损害第九章环境监测中的微生物学方法(3学时)第一节*水质的细菌学检验一、细菌总数二、粪便污染的指示菌三、大肠菌群四、粪链球菌五、产气荚膜梭菌六、铜绿假单胞菌七、金黄色葡萄球菌第二节水中病毒的检验第三节* 至突变物与致癌物的微生物检测方法一、沙门氏菌/哺乳动物微粒体实验(原理,测定方法,应用与效果,评价)二、其他营养缺陷型菌株回变实验三、细菌的正向突变试验四、聚合酶缺陷型菌株试验五、重组缺陷型菌株试验六、噬菌体试验七、真核微生物试验第四节其他微生物检测法一、发光细菌二、藻类第十章微生物与废物综合利用(3学时)第一节单细胞蛋白一、单细胞蛋白的经济生物学特性二、生产单细胞蛋白的微生物三、单细胞蛋白生产的通常工艺流程四、废物生产单细胞蛋白实例五、单细胞蛋白的可同意性与安全性第二节细菌冶金一、细菌冶金的原理二、细菌冶金的微生物及培养条件三、细菌冶金的方法第三节微生物与能源一、微生物产生甲烷二、微生物产生醇类三、微生物产生氢气第十一章生物工程在治理污染中的应用(2学时)第一节生物工程一、生物工程的定义与内容(基因工程,细胞工程,酶工程,发酵工程)第二节固定化酶与固定化细胞一、*固定化酶(固定化酶及其特点,酶的分离提纯,酶的固定化方法,固定化酶反应装置,固定化酶的应用)二、*固定化细胞(固定化细胞及其特点,细胞的固定化方法,固定化细胞的应用)第三节遗传工程一、*天然质粒转移的遗传工程(降解性质粒,利用天然降解性质粒构建新功能菌株)二、质粒分子育种三、基因工程(基因工程的要紧操作步骤,基因工程的应用,基因工程的安全防护)。
微生物与环境中的污染物降解
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微生物与环境中的污染物降解污染物是当今社会面临的重要环境问题之一,对人类健康和生态系统稳定产生了巨大影响。
在环境污染治理的过程中,微生物被广泛应用于降解污染物的处理中。
本文将探讨微生物在环境中降解污染物的机制和应用,旨在加深对微生物在污染治理中的重要性的了解。
一、微生物降解污染物的机制微生物降解污染物是一种生物修复的方法,通过微生物的代谢活动和生物酶的作用,将有机物质转化为无害的物质。
微生物降解污染物的机制主要包括以下几个方面:1. 生物酶的作用:微生物产生的生物酶可以将污染物分解成更简单的物质,进而降低毒性和活性。
2. 微生物代谢:微生物通过摄取、吸附和降解污染物,利用其作为能源或生长因子进行代谢,将污染物转化为无害物质。
3. 生态系统协同作用:微生物与其他生物体之间存在复杂的相互作用关系,例如微生物与植物的根系共生,可以增加降解污染物的能力。
二、微生物在环境污染治理中的应用微生物在环境污染治理中具有许多优势,包括高效降解、环境友好、成本低等。
以下是微生物在不同污染物治理中的应用案例:1. 石油污染治理:微生物可以降解石油类污染物,包括原油、石油烃和石油中的有毒物质。
在石油泄漏事故中,通过引入具有石油降解能力的微生物,可以加速石油的降解,减少对环境的影响。
2. 有机废水处理:微生物通过降解废水中的有机物质,将有害物质转化为无害物质,达到净化水体的目的。
例如,厌氧条件下的微生物可以将有机废水中的有机物质转化为甲烷等可再生能源。
3. 重金属污染治理:微生物可以降解重金属离子或将重金属转化为低毒性形态,从而减少对环境的危害。
例如,一些微生物可以将铬离子转化为不溶于水的铬沉淀,降低了其毒性。
三、微生物降解污染物的应用前景随着对环境污染治理需求的不断增加,微生物降解污染物的应用前景日益广阔。
一方面,随着生物技术的发展,可以通过改良微生物基因工程技术,提高微生物降解污染物的效果和效率。
另一方面,微生物降解污染物的应用也可以结合其他治理方法,形成多种治理技术的综合应用,提高治理效果。
微生物对环境中有机污染物的降解与去除
![微生物对环境中有机污染物的降解与去除](https://img.taocdn.com/s3/m/508b11e46e1aff00bed5b9f3f90f76c661374c89.png)
微生物对环境中有机污染物的降解与去除有机污染物是指由碳、氧、氮、硫等元素构成的化合物,其存在对环境和生态系统造成了严重的威胁。
为了解决这一问题,科学家们发现了微生物在有机污染物降解过程中的重要作用。
本文将探讨微生物对环境中有机污染物的降解与去除。
一、微生物降解有机污染物的原理微生物降解有机污染物的过程通常包括三个阶段:吸附、生物降解和产物释放。
微生物中的酶可以将有机污染物降解为较小的分子,进而被其他微生物利用。
这些微生物可以利用有机污染物作为碳源和能量源进行生长,从而实现有机污染物的去除。
二、微生物降解有机污染物的种类微生物对不同类型的有机污染物具有不同的降解能力。
一些细菌如假单胞菌、铜绿假单胞菌等对芳香类化合物具有良好的降解能力。
另外,一些真菌如白念珠菌、木霉等对多环芳烃等化合物也有较高的降解能力。
微生物的多样性使得它们可以应对各种各样的有机污染物,从而实现了对环境的全面净化。
三、影响微生物降解能力的因素微生物降解有机污染物的能力受到多种因素的影响。
其中,环境条件是决定微生物降解效率的主要因素之一。
温度、pH值、氧气含量以及有机污染物的浓度等都会对微生物的降解能力产生影响。
此外,适宜的营养物质也是微生物降解能力的重要保障。
提供适当的碳源和氮源可以促进微生物的生长和有机污染物的降解。
四、应用前景与挑战微生物降解有机污染物的技术已经被广泛应用于废水处理、土壤修复等方面。
与传统的物理化学方法相比,微生物降解具有更好的经济性和生态可持续性。
然而,在实际应用中还存在一些挑战。
有机污染物的种类繁多,微生物对不同种类的有机污染物具有不同的降解能力,因此需要针对不同污染物选择合适的微生物。
此外,一些有机污染物具有较高的毒性,可能抑制微生物的生长和降解能力。
因此,进一步的研究还需要解决这些问题。
综上所述,微生物对环境中有机污染物的降解与去除具有重要的意义。
通过研究微生物的降解机制、优化环境条件以及选择合适的微生物菌株,我们可以更有效地降解和去除有机污染物,从而保护环境和生态系统的健康。
环境化学-第六章典型污染物在环境中的转归
![环境化学-第六章典型污染物在环境中的转归](https://img.taocdn.com/s3/m/68b74ba3102de2bd960588d4.png)
• 2、在环境中的迁移转化
•
存在于大气颗粒物、气溶胶和沉积物中。
进入水体,一般液相中含量较少,主要被颗粒
物吸附,存在于沉积物中。
•
转化:
① 光解
② 微生物降解
3、PAHs结构与致癌性
(1)K区理论:含有菲环结构,其显著特征是相当于菲 环9、10位的区域具有明显的双键性,即具有较大电 子密度。
湾区
L区
K区
3、PAHs结构与致癌性 (3)双区理论 PAH分子具有致癌性的必要和充分条件是其分 子内存在着两个亲电活性定域,并把PAH分子 分为M区、E区、L区、K区和角环、次角环。
PAH致癌活性的定量计算公式为:
lgK=4.751ΔE1E23-0.0512n ΔE2-3
(活化项)
(脱毒项)
式中,K——结构与致癌性的关系指数;
✓ PAH分子中存在两类活性区域,K区和L区。
✓ K区在致癌过程中起主要作用, L区负作用。
✓ PAH的K区复合定域能(邻位定域能+碳定域能)若 小于或等于3.31β者,则有致癌性。
✓ 若PAH分子中存在K区和L区,则L区的复合定域能 (对位定域能+碳定域能)必须大于或等于5.66β, PAH才具有致癌性。
➢ 迁移转化
✓ 能以零价的形式存在于大气、土壤和天然水中; ✓ 有机汞的挥发性大于无机汞,有机汞中又以甲基汞和苯基
汞的挥发性最大。 ✓ 无机汞中以碘化汞挥发性最大,硫化汞最小。 ✓ 气相汞的最后归趋是进入土壤和海底沉积层。
汞在环境中的迁移、 转化与环境(特别是水 环境)的电位和pH值有 关。
液态汞和某些无机汞 化合物,在较宽的pH和 电位条件下,是稳定的。
环境化学第六章污染物在环境各圈的迁移转化
![环境化学第六章污染物在环境各圈的迁移转化](https://img.taocdn.com/s3/m/3bc64d3beefdc8d376ee32f4.png)
三.表面活性剂的来源、迁移与转化 由于它含有很强的亲水基团,不仅本身亲水,也使其他不溶 于水的物质分散于水体,并可长期分散于水中,而随 水流迁移。只有当它与水体悬浮物结合凝聚时才沉入水底。 四.表面活性剂的降解 表面活性剂进入水体后,主要靠微生物降解来消除。但是 表面活性剂的结构对生物降解有很大影响。 ①阴离子表面活性剂 其微生物降解顺序为
(4)汞的生物效应
无机汞化合物在生物体内一般容易排泄。但当汞与生物体内的 高分子结合,形成稳定的有机汞络合物,就很难排出体外。其 中半胱氨酸和白蛋白与甲基汞和汞的络合物相当稳定。 由于烷基汞具有高脂溶性,且它在生物体内分解速度缓慢(其分 解半衰期约为70d),因此烷基汞比可溶性无机汞化合物的毒性 大10-100倍。 水生生物富集烷基汞比富集非烷基汞的能力大很多。
2 寿命
(3)卤化物在大气中的转化①对流层中的转化:含氢卤代 烃与HO自由基的反应是它们在对流层中消除的主要途径。 卤代烃消除途径的起始反应是脱氢。 CHCl3十HO•→H2O十•CCl3 •CCl3自由基再与氧气反应生成碳酰氯(光气)和ClO•: •CCl3十O2→COCl2十ClO• 光气在被雨水冲刷或清除之前,将一直完整地保留着, 如果清除速度很慢,大部分的光气将向上扩散,在平流层 下部发生光解;如果冲刷清除的速度很快,光气对平流层 的影响就小。 ClO•可氧化其他分子并产生氯原子。在对流层中,NO 和H2O可能是参与反应的物质: ClO •十NO →Cl+ NO2 3ClO •十H2O →3C1 •十2HO •十O2 多数氯原子迅速和甲烷作用: Cl•十CH4→HCl+ •CH3 氯代乙烯与HO基反应将打开双键,让氧加成进去。如全氯 乙烯可转化成三氯乙酰氯: C2Cl4十[O] →CCl3COCl
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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
半纤维素
单糖 + 糖醛酸
CO2 + H2O
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。
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
纤维素酶纤维ຫໍສະໝຸດ 糖酶纤维素纤维二糖
葡萄糖
糖酵解 厌
氧
ATP
发
三羧酸
H2O
酵
循环
CO2
葡萄糖 丙酮丁醇发酵
1.石油成分的生物降解性
与分子结构有关
A.链长度
链中等长度(C10~C24)>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
>
• 链末端有季碳原子(四周都与C相连)的烃以及多环 芳烃极难降解
2.降解石油的微生物
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。
二、有机污染物生物降解性的测定方法及意义
(一)可生物降解性测定方法有: 1、耗氧量测定:
通过用瓦氏呼吸仪测定的耗氧量可以 计算3个指标: 生物氧化率--耗氧量与其理论完全
需氧量之比。受降解条件的影响
▪呼吸曲线--内源呼吸曲线与外源呼吸曲线的相对位置。
木质素模式图
3.木质素的转化
香豆醇
松柏醇
芥子醇
•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。
Lignin 木质素 聚合 交联
木质素
空腔 纤维素
*木质素降解的意义何在呢?如何实现工业化白腐菌降
解自木然质界素中呢哪?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
第六章 微生物对污染 物的降解与转化
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。
第一节 有机污染物的生物降解
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。
3、 BOD5/CODCr
﹥0.45,生化性较好; ﹥0.30,可生化; ﹤0.30,较难生化;(但如果BOD5较高,仍可采用
生化方法) ﹤0.25,不宜生化。
(二)可生物降解性研究的意义:
可生物降解性物质——采用生物处理法;
难生物降解性和不可生物降解性物质——首先严 格控制排放,继而改造工艺和产品结构、寻找或 驯化高效微生物菌株,最后只能停止生产。
❖生化呼吸线位于内源呼吸线之上,说明该有机物 可能被微生物氧化分解。 两条呼吸线之间的距离越大,说明该有机物的生物 降解性越好
❖两条线基本重合,说明该有机物不能被微生物氧 化分解,但对微生物的生命活动无抑制作用
❖生化呼吸线位于内源呼吸线之下,说明该有机物对微生物产生 了明显的抑制作用。
❖生化呼吸线越接近横坐标,表明毒害越大,此时细菌已几乎停 止呼吸,濒于死亡
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
(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。
第二节 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。
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。
(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
5.共代谢
※※共代谢――微生物处在能生长的基质 中时,同时能将原来不能利用的物质氧化 的现象。
共代谢的方式:①依靠其他物质提供能量; ②依靠其他微生物的协同作用;③先经相 似物诱导产生诱导酶,使污染物得以降解。
(二)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
相对耗氧速率--有外源物质存在时,单位生物量 在单位时间内的耗氧量与内源呼吸的耗氧速率之比。
a.底物无毒,但不能被微生物所利用。 b.底物无毒,能被微生物所利用。 c.底物有毒,可被微生物利用, 但在浓度较高的情况下对微生物发生 抑制作用。 d.底物有毒,不能被微生物所利用。
2、降解实验
接种微生物后,通过一定时间的培养,培养液中污染物 含量的减少与原始浓度之比即为降解率。
丁酸发酵
丙酮 + 丁醇 + CO2 + H2 丁酸 + 乙酸 + CO2 + H2
好氧分解 厌氧发酵
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。
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
一、微生物降解与转化污染物的巨大潜力
1. 产生诱导酶具有新陈代谢功能; 2. 形成新的突变种(自发诱变、诱变突变、
工程菌的组建); 3. 降解性质粒利用 4. 组建超级菌