高职版环境微生物第六章_微生物对污染物的降解与转化有机物课件

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1、第六章微生物对污染物的降解与转化主要内容：有机污染物生物降解与转化天然物质：如纤维素与半纤维素、木质素等多糖类；脂肪、蜡质等脂类；石油人工合成物质如：农药、多氯联苯（PCB）、塑料、合成洗涤剂等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——微生物好氧分解与厌氧分解一、好氧分解细菌是其中的主力军C→CO2+碳酸盐和重碳酸盐H→H2ON→NH3→HNO2→HNO3S→H2SO4P→H3PO4无毒无臭！→矿化盐C→RCOOH（有机酸）→CH4+CO2N→RCHNH2COOH→NH3（臭味）

2、+有机酸（臭味）S→H2S（臭味）P→PO43-水体自净的天然过程中厌氧分解（开始）→好氧分解（后续）二、厌氧分解厌氧细菌原理：发酵、厌氧呼吸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。分解过程好氧分解TCA循环聚糖酶CO2+H2O半纤维素单糖

3、+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。Lignin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：具有苯丙烷结构单元、降解缓慢确证的只有真菌中的黄孢原毛平革菌。黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosprium)是白腐真菌的一种，隶属于担子

4、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。*3.木质素的降解——意义何在呢？（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。1．石油成分的

5、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>（三）石油的降解降解石油的微生物很多，据报道有200多种细菌——假单胞菌、棒杆菌属、微球菌属、产碱杆菌属放线菌——诺卡氏菌酵母菌——假丝酵母霉菌——青霉属、曲霉属藻类——蓝藻和绿藻石油的降解机理：A．链烷烃的降解+O2R-CH2-CH2-CH3R-CH2-CH2-COOHβ-氧化CO2+H2OCH2-COOH+R-COO

6、HB．无支链环烷烃的降解以环己烷为例通常一些微生物只能将环烷变为环己酮，另一些微生物只能将环己酮氧化开链而不能氧化环己烷，两类以上微生物的协同作用下将污染物彻底降解——共代谢。C．芳香烃的降解芳香烃普遍具有生物毒性，但在低浓度范围内它们可以不同程度的被微生物分解。已知降解不同芳香烃的细菌类别苯和酚的代谢苯的降解为如下图所示苯的代谢提问：为什么这些有机物难于生物降解？微生物缺乏相应的水解酶第三节人工合成的难降解有机化合物的生物降解难———对于自然生态环境系统,如果一种化合物滞留可达几个月或几年之久,或在人工生物

7、处理系统,几小时或几天之内还未能被分解或消除种类：稳定剂、表面活性剂、人工合成的聚合物、杀虫剂、除草剂以及各种工艺流程中的废物等。1．洗涤剂可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性电解质四类。我国目前生产的洗涤剂属于阴离子型烷基苯磺酸钠。较早开发的是非线性的丙烯四聚物型烷基苯磺酸盐（ABS）：ABS甲基分支干扰生物降解，链末端与4个碳原子相连的季碳原子抗分解的能力更强。危害：ABS可以在天然水体中存留800h以上，使这得接纳他的水体长时间保持，产生大量泡沫，引起水体缺氧。为使洗涤剂易于生物降解，人们已将ABS的

8、结构改变为线性的直链烷基苯磺酸盐（LAS）：由于减少了分支，它的生物分解速度大为提高。ABSA．降解洗涤剂的微生物细菌——假单胞菌、邻单胞菌、黄单胞菌、产碱单胞菌、产碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌放线菌——诺卡氏菌由于这些微生物的作用，虽然每年排放入环境中的洗涤剂数量逐年递增，但目前环境中并没有发生洗涤剂的明显增加。洗涤剂目前存在的问题主要是：洗涤剂中的添加剂聚磷酸盐造成的水体富营养化问