微生物对污染物的降解与转化

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1、微生物对污染物的降解与转化1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。2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。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3一、微生物降解与转化污染物的巨大潜力产生诱导酶具新的

2、代谢功能；形成新的突变种（自发诱变、诱变突变、工程菌的组建）；降解性质粒利用组建超级菌45.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。5（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。6二、有机污染物生物降解

3、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7呼吸曲线－－内源呼吸曲线与外源呼吸曲线的相对位置。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8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

4、横坐标，表明毒害越大，此时细菌已几乎停止呼吸，濒于死亡9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。102、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。3、BOD5/CODCr﹥0.45，生化性较好；﹥0.30，可生化；﹤0.30，较难生化；

5、（但如果BOD5较高，仍可采用生化方法）﹤0.25，不宜生化。11（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。12第八章微生物对污染物的降解与转化13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

6、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。141．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1516B．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

7、选。17182．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CO2+H2O半纤维素单糖+糖醛酸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。19Lignin木质素木质素空腔纤维素3．木质素的转化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。香豆醇松柏醇芥子醇聚合交联木质素模式图20自然

8、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，疑似的只有软腐菌。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。白腐—树皮上木质素被该菌分解后漏出白色的纤维素部分。*木质素降解的意义何在呢？如何实现工业化白腐菌降解木质素呢？21（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