第二章微生物对污染物的降解与转化.解读.ppt

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 三、影响微生物对物质降解转化作用的因素 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 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 1.微生物分解有机物的作用 含氮有机物:蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、硝基化合物等等。 含氮有机物生物降解较不含氮有机物更难，其产物污染性强；同时，它的降解产物与不含氮有机物的降解产物会发生相互作用，影响整个降解过程。 硝化作用 由固氮作用生成的氨或由蛋白质等高分子含氮化合物经降解作用后产生的氨，都可能在有氧条件下，经细菌作用而硝化 反硝化作用 又称脱氮作用。在土壤中以及在水体的底泥或中间水层环境介质中都可能发生这种作用。反硝化过程可简单地表示如下： 其中N2和N2O 是反硝化作用的主要产物，但一般情况下，在生成过量N2O条件下才能产生N2。 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 第三节 有机物的结构与生物降解性 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 小 结 微生物降解理论基础 特点（共代谢、混合菌株作用） 微生物群落的代谢机制 影响因素 微生物对常见污染物的降解与转化 分解有机物的作用 各类污染物（糖类、脂类、蛋白质） 有机物的结构与生物降解性 可生物降解性 关联原因 一般规律 意义 作 业 1.名词解释： 驯化、危险性化合物 2. 如若微生物不能依靠某种有机污染物生长，是不是就一定意味着这种污染物不能被微生物所降解呢？ 3. 简述微生物对烃类化合物的一般降解途径。 这是由于B与A具有类似的化学结构，而微生物降解生长基质A的初始酶E1的专一性不高，在将A降解为C的同时，将B转化为了D。但接着攻击降解产物的酶E2，则具有较高专一性，不会把D当做C继续转化，所以局部转化产物（B‘）会聚集起来。板书同步演示： 但是真实情况下，往往是混合生长的，这转化可为其它微生物进行的共代谢或其他生物对某种物质的降解铺平道路，使其代谢产物可继续降解，故污染物在有合适的底物和环境条件下可通过共代谢作用而降解。（一种酶或微生物的共代谢产物，也可以成为另一种酶或微生物的共代谢底物），引出混合菌株作用：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。 人工合成的化学物质越来越多 “CAB”登记的化学物质已经达到600多万种 每周以6000种的速度增加； 多数对生物具有毒害作用。 2.在此时期添加有毒金属，微生物受抑制的时间比在迟缓期添加要短得多 3.通过适应过程，野生微生物难以降解的新合成化合物能诱导必需的降解酶的合成，或由于微生物的自发突变而建立新的酶系。微生物群落结构向着适应于新的环境条件方向变化。驯化概念的引出：驯化：是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。在环境生物技术中，常通过驯化，获取对污染物具有较高降解效能的菌株，用于废水、废物的净化处理。 分子量大小：高分子化合物，由于微生物及其酶不能扩散到化合物内部，生物可降解性低。分子量越小，结构越简单越容易降解。聚合物和复合物不容易降解。 启示：在新材料合成时，也应考虑生物降解方面的因素，不然会造成潜在的环境问题，提倡生产易被生物所降解的”环境友好材料“ 温度：一般，气温上升降解反应加快 2.酸碱度：在合适的PH值下微生物活性增高，生物降解趋势加快。 PH4-9范围内微生物生长最佳。细菌和放线菌（中性至微碱性的环境），酵母菌和霉菌（酸性）。pH可能影响污染物的降解转化产物，例如在pH4-5时候汞容易发生甲基化作用。 3。营养：如果环境中某些营养成分供应不够，则污染物的降解转化会受到极大限制。 （1）碳源：对细菌和真菌的生长很重要 （2）氮和磷：N和P的加入可以促进石油及各种烃类物质的生物降解并增加细菌的数量 （3）生长因子：维生素、氨基酸等 4.氧：许多有机物的降解需要氧气作为电子受体 微生物分解时，首先由相应的细胞外酶系统将它们水解成单体，然后由细胞内酶再进一步降解。 它们的元素组成，除氮外还含有碳、氢、氧、硫、磷等。 通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。 缺氧条件 脂类经过代谢可变为糖类代谢的中间产物，然后按糖类的代谢方式进一步转化。 脂类水解产物中的甘油，能