微生物對污染物質的降解

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1、第五節(jié)金屬的微生物轉化四、砷的氧化、還原和甲基化砷是介于金屬和非金屬之間的兩性元素，廣泛用于合金、農(nóng)藥、木材保存及醫(yī)藥制品中。元素砷不溶于水和強酸，所以幾乎無毒。砷的有機、無機化合物有毒，含三價砷的亞砷酸鹽的毒性比含五價砷的砷酸鹽更大，在有機砷化物中三甲砷是對人具有高毒的物質。第五節(jié)金屬的微生物轉化砷的氧化、還原和甲基化（一）砷的氧化和還原1.As3+氧化成As5+微生物參與As3+氧化成As5+的活動，使之毒性減弱。引起轉化的微生物為一些異養(yǎng)型微生物，有無色桿菌屬、假單胞菌屬、黃單胞菌屬、節(jié)桿菌屬和產(chǎn)堿桿菌屬。第五

2、節(jié)金屬的微生物轉化砷的氧化、還原和甲基化2.As5+還原為As3+另一些異養(yǎng)型微生物如微球菌、某些酵母菌、小球藻等可使砷酸鹽還原為更毒的亞砷酸鹽。第五節(jié)金屬的微生物轉化砷的氧化、還原和甲基化（二）砷的甲基化一些含有砷化物的糊墻紙在潮濕季節(jié)生長霉菌，產(chǎn)生帶大蒜氣味的揮發(fā)性氣體三甲砷，從而使人中毒的事例，在國外曾有過報道。參與形成三甲砷的微生物頗多，微生物生成甲基砷的可能途徑如下：砷生物甲基化中的甲基供體也是甲基鈷胺素。第五節(jié)金屬的微生物轉化砷的氧化、還原和甲基化自然界砷循環(huán)見圖2-13（由J.M.Wood提出）第五

3、節(jié)金屬的微生物轉化五、硒的氧化、還原和甲基化對于許多生物，如細菌、溫血動物甚至人來說，硒是必需的微量元素，但它又是劇毒元素，需要量與中毒水平之間的安全幅度很小。自然界的硒，以硒酸鹽、亞硒酸鹽、元素硒、硒硫礦及有機硒化合物等形式存在。（一）硒的氧化和還原曾發(fā)現(xiàn)一株光合紫硫細菌能將元素硒氧化生成硒酸鹽，毒性增強。土壤中的大多數(shù)微生物都能還原硒酸鹽和亞硒酸鹽為元素硒，毒性減弱。第五節(jié)金屬的微生物轉化硒的氧化、還原和甲基化（二）硒的甲基化幾種無機及有機硒化物，如亞硒酸鹽、硒酸鹽、硒-氨酸鹽、硒半胱氨酸、硒脲、硒-DL-蛋氨酸

4、等，能經(jīng)微生物轉化生成穩(wěn)定性的二甲基硒化物（CH3）2Se，然后釋放到空氣中去，毒性明顯降低。使硒化物甲基化的生化過程如下：第五節(jié)金屬的微生物轉化硒的氧化、還原和甲基化（三）有機硒化物礦化為無機硒化物硒蛋氨酸、硒半胱氨酸、二甲硒化物等有機硒化物均可被微生物礦化成無機硒酸鹽或亞硒酸鹽。第五節(jié)金屬的微生物轉化六、其他重金屬的微生物轉化（一）鉛鉛在地球上的分布很廣，用途亦非常廣泛，主要用作電纜、蓄電池、鑄字合金和防放射線材料，也是油漆、農(nóng)藥、醫(yī)藥的原料。有色金屬冶煉及煤燃燒產(chǎn)生的鉛化物是大氣污染的重要來源。污染天然水體的鉛

5、化物，可沉積于底泥之中。微生物可使鉛甲基化。在實驗室內(nèi)，將適當?shù)奶?、氮養(yǎng)料加到幾個大湖的底泥樣品中，經(jīng)過培養(yǎng)，可見有揮發(fā)性的四甲基鉛（CH3）4Pb產(chǎn)生；如果再加入其他鉛化物，如硝酸鉛、乙酸三甲基鉛（CH3）3PbCOOCH3，則可使底泥中四甲基鉛產(chǎn)生得更多。純培養(yǎng)的假單胞菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、黃色桿菌屬及氣單胞菌屬中的某些種，能將乙酸三甲基鉛轉化生成四甲基鉛，但不能使無機鉛化物進行轉化。第五節(jié)金屬的微生物轉化其他重金屬的微生物轉化（二）錫環(huán)境中錫的主要污染源有涂錫的容器、錫焊以及廣泛用于制造農(nóng)藥的各種有機錫化物。與其他

6、金屬相似，有機錫化物比無機錫與元素錫的毒性大得多；錫與烷基結合者之毒性比與芳香基結合者強，而三價錫的有機物又毒于二價或四價錫的有機物。錫能經(jīng)生物學途徑而甲基化，曾分離得到一株假單胞菌，能耐受Sn4+，當Sn4+存在而其他條件適宜時，可使Sn4+轉化生成揮發(fā)性的甲基錫；該菌亦能將醋酸苯汞代謝而生成元素汞。第五節(jié)金屬的微生物轉化其他重金屬的微生物轉化甲基錫與甲基汞常相隨而生，在這種情況下，甲基汞不是由于生物學甲基化作用，而系非生物學原因產(chǎn)生，是由生物形成的甲基錫經(jīng)烷基轉移作用使汞轉化為甲基汞所致。微生物可使有機錫化物分解

7、。曾報道，土壤細菌作用于醋酸三苯錫，可使其芳香錫鍵裂解。第五節(jié)金屬的微生物轉化其他重金屬的微生物轉化（三）鎘某些細菌和真菌當其在含Cd2+化物中生長時，其體內(nèi)能濃集大量的鎘。微生物也能使鎘甲基化，一株能使錫甲基化的假單胞菌，在有維生素B12存在的條件下，能將無機二價鎘化物轉化，生成少量的揮發(fā)性鎘化物。這種甲基化了的鎘化物，在水體中也可以通過烷基轉移作用使汞甲基化而生成甲基汞。（四）銻微生物能使銻化物氧化，一株專性好氧細菌（StibiobacterSenarmontii）可以將Sb3+氧化生成Sb5+，該菌從此作用中獲

8、得化學能量。第六節(jié)煤的微生物脫硫與降解一、煤炭微生物脫硫煤炭是我國能源生產(chǎn)消費的主體，在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中占有十分重要的地位。山西是我國重要的煤炭生產(chǎn)基地，全省煤炭保有儲量占到全國總量的1/3，煤炭產(chǎn)量占全國的1/4，煤炭外調量占全國省際間煤炭調運量的80%。山西煤炭的開發(fā)供給狀況，對整個國民經(jīng)濟發(fā)展起著舉足輕重的作用。煤中含有一