影响生物降解的因素

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1、影响生物降解的因素影响生物降解的因素有被降解的化合物种类浓度，微生物群体的活性如群体的相互作用直接控制反应速度的环境因素。一．生物降解作用生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之一。水环境中化合物的生物降解依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物。当微生物代谢时，一些有机污染物作为食物源提供能量和提供细胞生长所需的碳；另一些有机物，不能作为微生物的唯一碳源和能源，必须由另外的化合物提供。因此，有机物生物降解存在两种代谢模式：生长代谢(Growthmetabolism)和共代谢(Cometabolism)。这两种代谢特征和降解速率极不相同，下面分别进行讨

2、论。1．生长代谢许多有毒物质可以像天然有机化合物那样作为微生物的生长基质。只要用这些有毒物质作为微生物培养的唯一碳源便可鉴定是否属生长代谢。在生长代谢过程中微生物可对有毒物质进行较彻底的降解或矿化，因而是解毒生长基质去毒效应和相当快的生长基质代谢意味着与那些不能用这种方法降解的化合物相比，对环境威胁小。2．共代谢某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。它在那些难降解的化合物代谢过程中起着重要作用，展示了通过几种微生物的一系列共代谢作用，可使某些特殊有机污染物彻底降解

3、的可能性。微生物共代谢的动力学明显不同于生长代谢的动力学，共代谢没有滞后期，降解速度一般比完全驯化的生长代谢慢。共代谢并不提供微生物体任何能量，不影响种群多少。然而，共代谢速率直接与微生物种群的多少成正比，Paris等描述了微生物催化水解反应的二级速率定律：由于微生物种群不依赖于共代谢速率，因而生物降解速率常数可以用Kb=Kb2·B表示，从而使其简化为一级动力学方程。用上述的二级生物降解的速率常数文献值时，需要估计细菌种群的多少，不同技术的细菌计数可能使结果发生高达几个数量级的变化，因此根据用于计算Kb2的同一方法来估计B值是重要的。3．微生物对环境污染物

4、的生物降解能力v微生物对环境污染物的生物适应能力及降解潜力v生物降解：复杂有机化合物在微生物作用下转变成结构较简单化合物或被完全分解的过程。v终极降解：有机物彻底分解至释放出无机产物CO2与H2O的过程。v生物转化：通过微生物代谢导致有机或无机化合物的分子结构发生某种改变、生成新化合物的过程。v微生物降解污染物的影响因素:v物质的化学结构生物降解有机物的难易程度首先取决于生物本身的特性，同时也与有机物的结构特征有关。v环境物理化学因素包括微生物生长所需的营养元素、通气情况、酸碱度、温度、水分、光照和毒物等，均会影响微生物对污染物降解的范围与速度。v中间体或

5、终产物可能变成更复杂的物质，或者毒性增加，比原始污染物更为有害。4.微生物对环境污染物的降解在自然生态系统中，来自于生物体的每一种天然的无毒有机物几乎都有相对应的降解微生物。只要具备合适的条件，微生物就可以沿着一定的途径降解这些有机物。1).多糖类的生物降解途径多糖类有机物是异养微生物的主要能源，也是生物细胞重要的结构物质和贮藏物质。这类有机物广泛地存在于动植物尸体及废料中。如纤维素、半纤维素、淀粉、果胶质等。多糖类的生物降解途径：纤维素的降解途径、淀粉的降解途径、半纤维素的降解途径、果胶质的降解途径2).半纤维素的降解途径3).木质素的降解木质素的微生物

6、降解过程十分缓慢，玉米秸秆进入土壤后6个月，木质素仅减少1／3，在厌氧的条件下降解得更慢。真菌降解木质素的速度比细菌要快。真菌中担子菌降解木质素的能力最强，另外有木霉、曲霉、镰孢霉的某些种。细菌中有假单胞菌等个别的种类能分解木质素。4).脂类的生物降解脂肪是由高级脂肪酸和甘油合成的酯，在环境中微生物脂肪酶的作用下分解较快。类脂包括磷脂、糖脂和固醇，蜡质由高级脂肪酸和高级单元醇化合而成，这两者必须有特殊的脂酶才能降解，所以在环境中分解较慢。5)..烷烃类的微生物降解微生物对一般的烷烃的降解是通过单一末端氧化、双末端氧化(又称ω-氧化)、亚末端氧化的途径。烷烃

7、(n个碳原子)的分解通常从一个末端的氧化形成醇开始，然后继续氧化形成醛，再氧化成羧酸，羧酸经β-氧化后产物进入三羧酸循环，被彻底降解为CO2和H2O。6).烯烃类的微生物降解微生物对烯烃的代谢，其途径有三种可能：①在双键部位与H2O加成反应，生成醇。②受单氧酶的作用生成一种环氧化物，再氧化成一个二醇。③在分子饱和端发生反应.以上三种途径的代谢产物为饱和或不饱和脂肪酸，然后经过卢一氧化进入三羧酸循环被完全分解。7).芳烃类的微生物降解芳香烃在双加氧酶的作用下氧化为二羟基化的芳香醇，之后失去两个氧原子形成邻苯二酚。邻苯二酚在邻位或间位开环。邻位开环生成己二烯二

8、酸，再氧化后的产物进入三羧酸循环。间位开环生成2-羟己二烯半醛酸，