第二章微生物对污染物的降解与转化ppt课件.ppt

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1、第二章微生物对污染物的降解与转化第一节微生物降解理论基础第二节微生物对常见污染物的降解与转化第三节有机物的结构与生物降解性一、微生物对污染物降解与转化的特点1.微生物个体微小，比表面积大，代谢速率大2.种类繁多，分布广泛，代谢类型多样3.微生物具有多种降解酶4.微生物繁殖快，易变异，适应性强5.微生物具有巨大的降解能力第一节微生物降解理论基础（1）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。5.微生物具有巨大的降解能力（2）共代谢P282石油——多环芳烃化合物双环或三环四环或多环假单胞菌（唯一碳源和能源）不支持假单胞菌+四环或多环芳烃化合物+双环或三环

2、芳烃化合物×微生物在利用生长基质A时（从中获得能量、碳源），同时非生长基质B（不能从中获得能量、碳源或其他任何营养）也伴随着发生氧化或其它反应——共代谢OK共代谢特点不导致细胞质量或能量的增加，不促进其本身的生长。使有机物得到修饰或转化，但不能使其分子完全分解。共代谢原理靠降解其它有机物提供能源或碳源；依靠其他微生物的协同作用；相似物诱导产生相应的诱导酶，被转化为不完全氧化产物。本质：最初的酶系作用的底物专一性较低（E1），后面酶系作用的底物专一性较高（E2），无法识别前面酶系的产物(B’)。E1E2E3A——>B——>C——>D——>E——>CO2+能量E1E2A’——>B’——>

3、×（3）混合菌株作用（混合培养）P278/322矿化也称终极生物降解，指有机物生物降解为二氧化碳和水的过程。在自然界，第一个菌株的共代谢产物可在第二个菌株的作用下继续共代谢或完全矿化。混合培养菌株的降解能力大大高于单个菌株的纯培养。有机物的转化广义上可以定义为两种：矿化作用和共代谢作用混合菌株作用的机制互生机制共生机制单独均可降解，混合培养增加效率不同微生物产生的酶有差异，共同的作用提高了降解效率单独不能降解，共同培养可降解彼此之间为对方提供：生长因子，能利用的碳源，消除有毒中间产物，保持pH平衡，消除反馈抑制等。（4）共代谢和混合菌株作用意义大大拓展对难降解有机污染物的作用范围提

4、高复杂有机污染物的降解率污染处理时，可以通过诱导共代谢作用的发生，降解难降解污染物。——给微生物生态系统添加可支持微生物生长的、化学结构与污染物类似的物质，进而诱导共代谢作用的发生。二、微生物群落的代谢机制(P280)1.提供特殊营养物质主要是生长因子类物质假单孢菌属(Pseudomonas)诺卡氏菌属(Nocadiasp.)产生出生物素Nocadiasp.才具备降解环己烷的能力去除生长抑制物质CH4该群落中的其他菌假单孢菌抑制CH3OH该群落中的其他菌为：黄杆菌、不动小杆菌氧化3.改善单个微生物的基本生长参数微生物之间构成了类似食物链的关系如降解苔黑酚的3种细菌之间的情况苔黑酚假单

5、孢菌中间代谢产物扩展短杆菌、短小杆菌其他代谢物4.对底物的协调利用单个微生物对某种物质无降解能力，但混合后则能够降解该物质。除草剂茅草枯的降解混合菌株的降解率比单个菌株的降解率高20%。Arthrobactersp.杀虫剂二嗪哝的降解二嗪哝Streptomycessp.Arthrobactersp.Streptomycessp.被降解6.电子转移5.共代谢两种紧密结合的产甲烷菌群落（methanobacillusomelianski）：CH3CH2OHCH3COOH+H2产氢产乙酸菌CO2+H2CH4产甲烷菌7.提供一种以上初级底物利用者有一种以上初始利用者存在，每个初始利用者都能完

6、全代谢底物。一类降解除草剂Fermon(N,N-二甲基-N-苯基脲)的微生物群落，包括3种Corynforms菌、1种假单孢菌和一种产碱菌(Alicaligenessp.)，它们均能够单独降解Fermon。混合培养菌株的降解能力大大高于单个菌株的纯培养。三、影响微生物对物质降解转化作用的因素（2）生长时期1.微生物的代谢活性（1）种类（3）适应与驯化驯化一种定向选育微生物的方法与过程，通过人工措施使微生物逐步适应某特定条件，最后获得具有较高耐受力和代谢活性的菌株。2.目标化合物特征有机物的结构与生物降解性的关系3.环境因素实际应用中，可根据需要调控某些非生物因子，使生物降解或矿化反应

7、达到最佳。营养温度pH溶解氧第三章微生物对污染物的降解与转化第一节微生物降解理论基础第二节微生物对常见污染物的降解与转化第三节有机物的结构与生物降解性1.微生物分解有机物的作用第二节微生物对常见污染物的降解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