微生物对有机物的降解作用

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1、微生物对有机物的降解作用1主要内容有机物污染及处理方法微生物降解有机物的机理及影响因素微生物降解有机物的应用现状存在问题及发展方向参考文献1123452一有机物污染及处理方法有机物的污染有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物。其种类主要包括：酚类化合物、芳香族化合物、氯代脂肪族化合物和腈类化合物等。目前，由于大量工业废水和生活污水未达标排放，以及广大农村地区大量使用化肥和农药等农用化学物质，使我国水体和土壤受到不同程度的污染，严重的破坏了地球的生态平衡。3（1）水的有机物污染现状目前，

2、七大水系的411个地表水监测断面中，水质为Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类的断面比例分别为41％、32％和27％。其中，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严重。4（2）土壤的有机物污染现状农业土壤中15种多环芳烃（PAHs）总量的平均值为4.3mg/kg，且主要以4环以上具有致癌作用的污染物为主，占总含量的约85%，仅有6%的采样点尚处于安全级。而工业区附近的土壤污染远远高于农业土壤：多氯联苯、多环芳烃、塑料增塑剂等，这些高致癌的物质可以很容易在重工业区周围的土壤中被检测到，而且超过国家标准多倍。52.处理方法（1）物理方法如光催化降解，其机理为当半

3、导体光催化剂(如Ti02等)受到能量大于禁带宽度的光照射时，其价带上的电子(e-)受到激发，跃过禁带进人导带，在价带留下带正电的空穴(h+)。光生空穴具有强氧化性，光生电子具有强还原性，二者可形成氧化还原体系。（2）化学方法如臭氧氧化，其氧化有机物的途径有两种：一是臭氧分子的直接氧化反应，包括打开双键发生加成反应、亲电反应和亲核反应；另一种是自由基的反应，即臭氧在碱性环境作用下，产生活泼的自由基，主要是羟基自由基（·OH），与污染物反应。6（3）生物方法包括植物修复，动物修复和微生物修复三类技术。植物修复技术是指直接利用各种活体植物，通过提取降解和固定等清除环境中的污染物

4、，或削减污染物的毒性，可用于受污染的地下水、沉积物和土壤的原为修复。其方式主要有四种：植物提取、植物降解、植物稳定和植物挥发。动物修复技术是指用小型或大型动物来修复受污染的环境。如用蚯蚓富集农药六六六，以达到修复的目的。微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程。包括自然和人为条件下的污染物降解或无害化过程。其机理在后面做详细介绍。7（4）联用技术结合了以上三种方法，可以在很大程度上提高污染修复效率。如物理修复中的电动力学修复可以为微生物提供营养，提高土壤微生物的降解活性；也可以将污染物迁移至植物根部，提高植物修复效率。83.微生

5、物降解有机物的优势（1）微生物可以将有机物彻底分解成CO2和H2O，永久的消除污染物，无二次污染；（2）降解过程迅速，费用低，为传统物理、化学方法费用的30%～50%；（3）降解过程低碳节能，符合现在节能减排的环保理念。9二微生物降解有机物的机理及影响因素1.降解机理用于降解有机物的微生物主要有细菌和真菌，降解的方式主要包括堆肥法、生物反应处理和厌氧处理等，但每一过程都是利用微生物的代谢活动把有机污染物转化为易降解的物质甚至矿化[1]。以多环芳烃（PAHs）[2]和农药[3]的降解为例来说明。10①微生物对PAHs降解主要有两种代谢方式a.以PAHs为唯一碳源和能源代谢机

6、理在多环芳烃的诱导和微生物分泌的单加氧酶或双加氧酶的催化作用下，把氧加到苯环上，形成C-0键，再经过加氢、脱水等作用使C-C键断裂，苯环数减少。b.与其它有机质共代谢机理PAHs苯环的断开主要是靠加氧酶的作用：加氧酶把氧加到C-C键上形成C-0键，经加氢、脱水等作用使C-C键断裂，苯环数减少。微生物加氧酶对多环芳烃的作用见图1。1112②微生物对农药的降解目前，对于微生物降解农药的研究主要集中于细菌。细菌降解农药的本质是酶促反应，即化合物通过一定的方式进入细菌体内，然后在各种酶作用下，经过一系列的生理生化反应，最终将农药完全降解或分解成分子量较小的无毒或毒性较小化合物的过

7、程。对于各种杀虫剂的微生物降解途径已比较清楚，表1列举了几种主要的降解途径。13142.影响因素（1）营养物质微生物分解有机物一般利用有机污染物作为碳源，但同时需要其他的营养物质，如氮源、能源、无机盐和水。（2）电子受体有机污染物氧化分解的最终电子受体的种类和浓度极大地影响着污染物降解的速率和程度。微生物氧化还原反应的最终电子受体包括溶解氧、有机物分解的中间产物和无机酸根（如硝酸根、硫酸根和碳酸根等）三大类。15（3）污染物的性质有机物的分子量、空问结构、取代基的种类及数量等都影响到微生物对其降解的难易程度。一般情况下，高分子