沼泽红假单胞菌的研究

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研究背景
光和细菌的简介
光合细菌作为一种最原始的具有光能合成体系的原核生物，不仅能在光源作为能源 的条件下利用有机物进行光合作用，还能进行固氮固碳脱氢等作用
光和细菌的分类
在《伯杰式细菌系统手册》中，光合细菌划分为蓝色红菌门和红螺菌目两类，其中 后者又可以划分为不同的菌科，包含有红假单胞菌属、红螺菌属和红微菌属。
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实际应用
03 在工业水处理中的应用
利用假单胞菌降解TNT废水，有研究发现在最佳外加氮源（KNO3）浓度为 0.1g/L时，沼泽红假单胞菌降解TNT废水的最佳组合为：TNT浓=50mg/L， 温度=30℃，pH=7，接种量为108个/mL。 在不同条件下对活性大红的脱色效果研究表明在最佳条件下，光照厌氧条件 下的脱色效率远高于光照好氧条件下的脱色效率，脱色率浓度。
脱氮过程 有机氮
ECP水解
氨基酸
脱氨基
氨氮 被psb同化 氨氮（同化作用） 氮气（异化作用）
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污水中的氨氮
还原酶体系
硝酸盐、亚硝酸盐
作用机理
除磷原理
在好氧条件下，利用O2为电子受体进行有氧呼吸，并氧化胞内储存的聚羟基烷酸（PHAs） 获得能量，同时氧化外界的乙酸和氨氮等有机底物获取能量。 光合细菌
作用机理
能量代谢途径
沼泽红假单胞菌等光合细菌胞内具有能光合作用的载色体，这些载色体为球状或胞状， 由细胞膜分化而成，直径约在60-100nm之间，包含着大量类胡萝卜素和叶绿素，能进行光 合磷酸化反应和光氧化还原反应。 在好氧光照条件下 起初菌体细胞内缺少这种载色体，但是它们能快速形成，为菌体提供物质、能量代谢条 件。 在好氧黑暗条件下 通过三羧酸循环进行有机酸代谢，在厌氧光照条件下，它能把有机酸异化反应、氧化还 原同化反应和光氧化还原反应这三者进行结合，改变代谢途径，使菌体能够更加灵活的对不 同种类的有机物进行代谢吸收和讲解
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实际应用
02 在水产养殖业水处理中的应用
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实际应用
02 在水产养殖业水处理中的应用
自身营养价值方面
张新英和莫天砚分离测定虾苗养殖地的红假单胞菌粗蛋白含量为54.3％， 虾苗生长所必需的8种必需氨基酸齐全含量为42.35％，B族维生素含量也
十分丰富，说明它具有极高的营养价值。
在研究的最佳条件下，沼泽红假单胞菌菌体的生物产量为112mg/ml , 粗
沼泽红假单胞细菌
沼泽红假单胞菌是研究和应用较为广泛的一种光合细菌,属于外硫红螺菌科红假单 胞菌属,细胞直径0. 6～0. 9μm。革兰氏染色阴性。光合色素为叶绿素a、b和类胡 萝卜素。最佳生长方式是利用各种有机化合物作碳源和电子供体进行光照厌氧培养。 厌氧条件下以氢、硫代硫酸钠、硫化氢等作电子供体可光自养生长。
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实际 应用
实际应用
01
在生活污水处 理中的应用
02
在水产养殖业水 处理中的应用
03
在工业水处 理中的应用
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实际应用
Leabharlann Baidu
01 在生活污水处理中的应用
针对光合细菌的优势菌种，对假单胞菌属的氮磷代谢生理特性 进行了一定的研究。
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实际应用
01 在生活污水处理中的应用
沼泽红假单胞菌在处理废水的优势 改变目前常用的好氧生物法工艺中占地大、处理负荷低、能耗 高和运行管理复杂等问题。 克服厌氧法在处理高浓度废水中启动慢和温度要求较高的缺点 处理制药废水以及养殖业废水和生活污水，可以显著降低TP、 TN、CODcr、BOD、DO、氨氮的含量。
蛋白含量约为72-74%，硬脂酸和油酸的含量较酵母和绿藻中的含量高
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实际应用
03 在工业水处理中的应用
根据周茂洪对几种重金属离子的研究，沼泽红假单胞菌对金属离子的抗性大小
为Pb2+﹥Cr（Ⅵ）﹥Cd2+﹥Cu2+﹥Hg2+
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实际应用
03 在工业水处理中的应用
利用沼泽红假单胞菌降解焦油中的苯酚，通过好氧、厌氧两步最终使苯酚产出 氢气。
氧化PHAs 乙酸、氨氮
能量
超量吸磷
聚磷酸盐
除磷原理
在厌氧条件下，吸收并利用脂肪酸等易降解的有机物，在还原型辅酶Ⅰ参与下，经由三羧酸 循环（TCA）或由糖原经糖酵解途径合成PHAs，光合细菌不断释放聚磷酸盐，使污水中的 溶解性磷酸盐会不断增加 光合细菌 易降解有机物
还原型辅酶I ATP+聚磷酸盐
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实际应用
01 在生活污水处理中的应用
国内学者的相关研究成果
刘影等的研究表明，固定化的沼泽红假单胞菌在适宜条件 （25℃，pH=7.0）下对城市废水中氮、磷去除率分别达到 61.9%、73%。 毛雪慧等通过实验观察到，固定化的光合细菌（包括假单胞菌） 对含油废水中的脂肪酸以及油脂去除率可高达74.95%
提高了生长效率，是一种优质的饲料营养源，并且具有无有毒有害物质、营养价值高等优点。
03
广泛应用于景观水体的净化
通过合理调控景观水体中的环境条件( 比如 PH、金属离子种类及浓度等) ，使其达到光合细菌 发挥作用的条件，为光合细菌在景观水体污染中的广泛应用奠定基础。
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THANKS
能变成气态进入空气 中，一般只能运用生 物学或者化学的方法 将其沉降后分离除去。
作为最终电子受体把 硫酸盐还原为硫化物。
完成能量的代谢。
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作用机理
脱氮原理
光合细菌在厌氧条件下，通过水解胞外蛋白酶，将水中有机氮转为氨基酸，氨基酸通过脱氨 基作用转变成氨氮，随后与水体中的氨氮一起进入菌体中，被光合细菌同化利用，供菌体生 长繁殖。具有反硝化活性的光合细菌可以利用污水中的NO2-或NO3-作为最终电子受体，利 用简单有机物作为供氢体，进行反硝化作用。
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前景 展望
前景展望
广泛应用于废水的净化
01
如高浓度有机废水、重金属废水、养殖废水等，其存在于废水中时，能大量同化氮磷并降解废 水中的有机物，降低高浓度有机废水毒性，调节水体pH，使废水得以净化，同时不带来二次 污染，且能改善水质质量。
02
广泛应用于饲料添加剂和水产养殖中的饵料
菌体富含类胡萝卜素、维生素、矿物质、蛋白质等多种营养物质，氨基酸种类相当齐全，大大
地下水污染抽出处理技术
Groundwater Pump and Treat
小组成员： 指导老师：
目录
CONTENTS
01
研究背景
Research Background
02 04
作用机理
Function mechanism
03
实际应用
Practical Application
前景展望
Future Prospect
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实际应用
02 在水产养殖业水处理中的应用
通过施加光合细菌（含假单胞菌）于水体后，能净化水质，提 高溶氧，分解水中的残存饵料及有机物。
沼泽红假单胞菌在养殖业中应用主要体现在净化水质和自身营 养价值两个方面。
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实际应用
02 在水产养殖业水处理中的应用
净化水质方面
稳定水体pH、提高溶氧量。 降低化学耗氧量和氨氮的量。 提高水域生态生产力水平。 邓晓皋等人研究发现添加有沼泽红假单胞菌的混合菌对温室养鳖场水中氨氮 （20%）、BOD（20%）、COD（15%）等有机物质有很好的去除作用。 张信娣在三角帆蚌养殖水体中施用红假单胞菌，发现其可稳定养殖水体pH 值，降低水体中营养物质量，降低COD，并且可以有效控制水体中有害细 菌数量，防止水质恶化。
研究 背景
研究背景
PART ONE
最早在19世纪60年 代，就有学者将光合 细菌应用于有机废水 的处理。
PART TWO
光合细菌因自身无毒
及降解有机物能力强 等特点被认为是最有 发展前景的生物菌剂 之一
PART THREE
利用微生物处理废水
改善废水水质、降低
水中有机物含量成为 一个新的研究方向。
溶解性磷酸盐
PHAs
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作用机理
含硫化合物代谢
在好氧黑暗或厌氧光照条件下 沼泽红假单胞菌以光作为能源，利用各种有机物作为电子供体，将硫酸盐作为最终电子受体， 把硫酸盐还原为硫化物。 然后再以硫化物和CO2分别作为氢源和碳源，进行光合作用，通过光合磷酸化获得能量。
含硫化合物代谢
在好氧黑暗或厌氧光照条件下 沼泽红假单胞菌可直接降解有机质，还原CO2和硫化氢，使自身得以增值，同时达到净化水 体和降低水中硫化物的作用。 反应式为：2H2S+CO2=（CH2O）菌体+H2O+2S 10
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作用 机理
作用机理
25%
脱氮原理
物理化学脱氮法成本 高，且不利于管理，
50%
除磷原理
污水中的磷无论是氧 化态还是还原态都不
75%
含硫化合物代谢
利用各种有机物作为 电子供体，将硫酸盐
90%
能量代谢途径
利用细菌胞内具有能 光合作用的载色体来
生物脱氮法是目前水 处理中常用的一种比 较经济有效的方法。