微生物對污染物的降解與轉(zhuǎn)化

微生物對污染物的降解與轉(zhuǎn)化第一頁，共十二頁，2022年，8月28日第一節(jié)概述一、生物降解與生物轉(zhuǎn)化的概念自然界中物質(zhì)的降解有三種方式：光降解、化學(xué)降解、生物降解。生物降解——指由生物對污染物進(jìn)行的分解或降解。降解――將復(fù)雜有機(jī)物分解為簡單物質(zhì)的過程。終極降解――微生物把有機(jī)物分解產(chǎn)生無機(jī)物CO2和H2O的過程。第二頁，共十二頁，2022年，8月28日生物轉(zhuǎn)化通過微生物代謝導(dǎo)致有機(jī)或無機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生某種改變、生成新化合物的過程。例如：氨在亞硝化細(xì)菌作用下氧化為亞硝酸，硝基苯被微生物還原為苯胺的過程等。第三頁，共十二頁，2022年，8月28日二、微生物降解與轉(zhuǎn)化污染物的巨大潛力產(chǎn)生誘導(dǎo)酶具新的代謝功能；形成新的突變種（自發(fā)誘變、誘變突變、工程菌的組建）；降解性質(zhì)粒利用組建超級菌第四頁，共十二頁，2022年，8月28日三、有機(jī)污染物的可生物降解性（一）可生物降解性——復(fù)雜有機(jī)物在微生物作用下分解為簡單物質(zhì)的可能性。依可生物降解性的大小可將所有的物質(zhì)范圍：可生物降解性物質(zhì)；如淀粉、蛋白質(zhì)難生物降解性物質(zhì)；如纖維素不可生物降解性物質(zhì)；尼龍、塑料第五頁，共十二頁，2022年，8月28日（二）可生物降解性的測定1．基質(zhì)的可生物氧化率氧化率＝微生物作用下的（實(shí)際）耗氧量基質(zhì)完全氧化所應(yīng)耗的（理論）氧量×100﹪第六頁，共十二頁，2022年，8月28日2.基質(zhì)的生化呼吸曲線-----內(nèi)源呼吸曲線與外源呼吸曲線的相對位置。生化呼吸線位于內(nèi)源呼吸線之上，說明該有機(jī)物可能被微生物氧化分解。兩條呼吸線之間的距離越大，說明該有機(jī)物的生物降解性越好兩條線基本重合，說明該有機(jī)物不能被微生物氧化分解，但對微生物的生命活動無抑制作用第七頁，共十二頁，2022年，8月28日生化呼吸線位于內(nèi)源呼吸線之下，說明該有機(jī)物對微生物產(chǎn)生了明顯的抑制作用。生化呼吸線越接近橫坐標(biāo)，表明毒害越大，此時細(xì)菌已幾乎停止呼吸，瀕于死亡

第八頁，共十二頁，2022年，8月28日3.微生物降解試驗(yàn)⑴土壤消毒試驗(yàn)⑵培養(yǎng)液中降解試驗(yàn)接種微生物后，通過一定時間的培養(yǎng)，培養(yǎng)液中污染物含量的減少與原始濃度之比即為降解率。第九頁，共十二頁，2022年，8月28日四、微生物降解污染物的一般途徑（一）礦化作用有機(jī)污染物在一種或多種微生物的作用下徹底分解為CO2和H2O和簡單無機(jī)化合物的過程。礦化作用是徹底的生物降解，即終極降解，可以從根本上清楚有毒物質(zhì)的環(huán)境污染。第十頁，共十二頁，2022年，8月28日（二）共代謝作用一些難降解的有機(jī)化合物不能直接作為碳源或能源物質(zhì)被微生物利用，當(dāng)環(huán)境中存在其他可利用的碳源或能源時，難降解有機(jī)化合物才能被利用，這樣的代謝過程稱為共代謝。共代謝的方式：①依靠其他物質(zhì)提供能量；②依靠其他微生物的協(xié)同作用；③先經(jīng)相似物誘導(dǎo)產(chǎn)生誘導(dǎo)酶，使污染物得以降解。第十一頁，共十二頁，2022年，8月28日五、影響微生物降解轉(zhuǎn)化的因素化學(xué)結(jié)構(gòu)：鏈長、官能團(tuán)、取代基、異構(gòu)體；共代謝；環(huán)境理化因素：微生