终稿微生物对污染物的降解与转化

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1、微生物对有机污染物的降解与转化第一节污染物的生物降解性生物降解——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。有机污染物生物降解分类：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（？）有机污染物生物降解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

2、化率－－耗氧量与其理论完全需氧量之比。受降解条件的影响呼吸曲线－－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。生化呼吸线越接近横坐标，表明毒害越大，此时细菌已几乎停止呼吸，濒于死亡相对耗氧速率－－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

3、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。2、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；（但如果BOD5较高，仍可采用生化方法）﹤0.25，不宜生化。（2）烃类化合物（3）主链上个别碳原子被其他元素所取代会增加对生物氧化的抵抗力越大越难降解3.有机物的结构与生物降解性（1）分子量大小a稀烃>烷烃>芳烃>多环芳烃>脂

4、环烃b正构烷烃>异构烷烃c直链烷烃>支链烷烃d烷基苯>多环化合物>苯当主链上的C被O、S、N、取代时，难降解，其中氧的影响最显著(醚类化合物较难生物降解)。每个C原子上至少保持一个氢碳键的有机化合物,对生物氧化的阻抗较小;而当C原子上的H都被烷基或芳基所取代时,该碳原子被称为4级碳原子,会形成生物氧化的阻抗物质。碳氢键（4）取代基的位置、种类、数量及碳链长短苯环上的氢被羟基或氨基取代（苯酚或苯胺）：生物降解比苯提高卤代：使生物降解性降低，尤其是间位取代的苯环,抗生物降解更明显.官能团的性质及数量1.微生物分解常见有机物的作用第二节微生物对有机污染物的降解

5、与转化有机物的净化过程的三阶段净化本质——微生物转化有机物为无机物依靠——好氧分解与厌氧分解微生物分解有机物的作用可总括成如下图式：复杂有机物简单有机物需氧微生物胞内酶厌氧微生物胞内酶微生物胞外酶CO2、H2OCO2、H2O、H2、CH4、H2S及有机酸、醇、酮、醛等未完全氧化产物好氧生物分解厌氧生物分解1.微生物分解有机物的作用细菌是其中的主力军原理：好氧有机物呼吸C→CO2+碳酸盐和重碳酸盐H→H2ON→NH3→HNO2→HNO3S→H2SO4P→H3PO4→矿化盐（1）好氧分解厌氧细菌原理：发酵、厌氧无机盐呼吸C→RCOOH（有机酸）→CH4+CO

6、2N→RCHNH2COOH→NH3（臭味）+有机酸（臭味）S→H2S（臭味）P→PO43-（2）厌氧分解丁酸、CO2、H2等纤维素葡萄糖需氧微生物胞内酶厌氧微生物胞内酶＋H2O纤维素酶CO2、H2O纤维二糖＋H2O纤维素酶纤维素的分解淀粉的分解CO2、H2、有机酸等淀粉葡萄糖需氧微生物胞内酶厌氧微生物胞内酶微生物淀粉酶CO2、H2O例子：蛋白质蛋白酶水解肽肽酶水解氨基酸降解NH3NO2-亚硝化菌NO3-硝化菌N2O(N2)反硝化菌氨化作用硝化作用反硝化作用氧化脱氨基作用水解脱氨基作用还原脱氨基作用含氮污染物的分解蛋白质2、难降解危险化合物的分解具有新颖结

7、构的合成化合物往往对微生物的降解表现出抗逆性，其原因可能是这些化合物进入自然界的时间比较短，微生物界还未进化出降解此类难降解化合物的代谢机制。这些化合物大多数对环境具有毒害作用，故称之危险性化合物。①难降解危险性化合物的定义②种类烃类化合物、人工合成的农药、杀虫剂、除草剂、防腐剂、溶剂、增塑剂等农药石油洗涤剂多氯联苯氰和腈农药微生物作用被氧化被脱卤被还原被脱烃ClClClClClClCl大肠杆菌等脱卤作用③危险性化合物的分解（2）降解性质粒降解难降解化合物的酶类大多是由质粒控制的，这类质粒被称为降解质粒。难降解有机物生物降解的主要原理：（1）共代谢※※共

8、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