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《微生物對(duì)難降解物質(zhì)的降解與轉(zhuǎn)化污染控制微生物.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、研究有機(jī)污染物的生物降解性，有助于深入認(rèn)識(shí)污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和了解這些污染物對(duì)自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)化循環(huán)的影響程度，從而為控制污染，保護(hù)環(huán)境提供理論上的依據(jù)。此外，這項(xiàng)研究與保護(hù)人類健康和自然界生態(tài)平衡有密切關(guān)系污染物的生物降解生物降解度根據(jù)污染物生物降解進(jìn)行的程度，可將其分為三種（或3個(gè)階段）。1）初級(jí)生物降解是指有機(jī)污染物在微生物的作用下，母體化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并改變了原污染物分子的完整性，即有機(jī)污染物本來(lái)的結(jié)構(gòu)發(fā)生部分變化。有機(jī)污染物的生物降解性2)環(huán)境容許的生物降解是指可去除有機(jī)污染物的毒性或人們所不希望的特性，如表面活性劑的降解過(guò)程中那種使其失去起泡作用的降解。3)最終生物
2、降解是指有機(jī)污染物向無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化，完全被降解成CO2、H2O和其他無(wú)機(jī)物，并被同化為微生物的一部分。污染物的生物降解根據(jù)有機(jī)污染物與微生物的相互關(guān)系可以將有機(jī)污染物分為4類。可以立即被微生物利用作為營(yíng)養(yǎng)和能量來(lái)源的能夠逐步被微生物分解利用的生物降解十分緩慢或者根本就不能降解的可以通過(guò)共代謝作用分解的污染物的生物降解前3種有機(jī)污污染物的生物降解過(guò)程如圖1）可以立即被微生物利用作為營(yíng)養(yǎng)和能量來(lái)源的，包括糖、Pr(AA)、脂肪酸和一些涉及典型代謝途徑的污染物。2)能夠逐步被微生物分解利用的，此類污染物的生物降解需要一個(gè)馴化期，在些期間有機(jī)污染物很少或根本不發(fā)生生物降解，故隨時(shí)間的變化曲線中明顯地有一個(gè)
3、滯后期，它表示微生物對(duì)有機(jī)污染物的適應(yīng)過(guò)程所需要的時(shí)間。一般將微生物從開(kāi)始接觸有機(jī)化合物到有機(jī)化合物被明顯分解的這段時(shí)間稱為化合物生物降解的馴化期。污染物的生物降解其原因在于：①在微生物混合群落中污染物的加入實(shí)際上是在定向地選擇那些能夠吸收和降解污染物基質(zhì)的微生物種屬；這時(shí)滯后期是由于特定降解微生物的指數(shù)生長(zhǎng)特性；同時(shí)，微生物對(duì)污染物也有一個(gè)選擇過(guò)程，所謂巴斯德效應(yīng)。②微生物對(duì)污染物的適應(yīng)要通過(guò)誘導(dǎo)酶的合成，而且需要合成必需的輔酶或中間代謝產(chǎn)物。污染物的生物降解污染物的生物降解3)生物降解十分緩慢或者根本就不能降解的，它包括一些天然高分子物質(zhì)以及許多人類起源的有機(jī)化合物，如有機(jī)氯化化物。對(duì)這類
4、物質(zhì)可以通過(guò)其他方式使其轉(zhuǎn)化為可生物降解的物質(zhì)，如O3氧化，給水處理中的O3-GAC或O3-BAC法即依據(jù)此原理。污染物的生物降解4)可以通過(guò)共代謝作用分解的，共代謝，又稱共氧化、聯(lián)合氧化，有的稱為輔助代謝，是指微生物在它有可利用的唯一碳源存在時(shí)，對(duì)原來(lái)不能利用的物質(zhì)也能分解代謝的現(xiàn)象。是由美國(guó)德克薩大學(xué)的二位學(xué)者發(fā)現(xiàn)，如甲烷假單胞菌唯一能利用的碳源是CH4，但如果有CH4存在時(shí)加入C3H8、C4H10時(shí)，則該菌也能將這些烴類部分氧化為乙酸，丙酸和丁酸。污染物的生物降解在自然界中有巨大數(shù)量的微生物種群，這些微生物種群對(duì)有機(jī)物的降解能力也存在著極大差別。微生物降解有機(jī)物質(zhì)能力的多樣性，給利用微生
5、物處理不同的工業(yè)廢水提供了可能性。微生物分解有機(jī)污染物的能力很強(qiáng)，如果能把這種潛力發(fā)掘出來(lái)，對(duì)環(huán)境保護(hù)工作有巨大貢獻(xiàn)。微生物降解有機(jī)污染物的潛能自然界中的纖維素主要來(lái)源于稻草，樹(shù)木、蔗渣、蘆葦、野生植物等。我國(guó)僅非木材纖維年產(chǎn)量就超過(guò)1×1012kg。這些非木材纖維以及大量的木材加工剩余物，都是取之不盡的天然高分子原料和能源。由于纖維素具有水不溶性的高結(jié)晶構(gòu)造,其外圍又被木質(zhì)素層包圍著,要把它水解成可利用的葡萄糖相當(dāng)困難,所以到目前為止仍沒(méi)有得到很好地利用.第二節(jié)微生物對(duì)自然界中難降解物質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化纖維素的結(jié)構(gòu)纖維素是一種復(fù)雜的多糖，由β—1.4葡萄糖苷鍵形成的長(zhǎng)鏈，每個(gè)纖維素分子大約有80
6、00–10000個(gè)葡萄糖殘基組成。鏈與鏈之間以氫鍵連接起來(lái)。植物纖維素外圍還包裹著其他高分子物質(zhì)。植物纖維素的結(jié)構(gòu)圖（1）β-1,4葡聚糖酶又叫Cx酶，它不能水解天然纖維素，只能切割部分降解的多糖。它廣泛分布在細(xì)菌、放線菌和真菌中，可作用于包括很多葡萄糖單位的多糖分子，也可作用于寡糖分子，如纖維四糖、纖維三糖。但它對(duì)寡糖比對(duì)多聚糖的水解作用①內(nèi)切β-1，4葡聚糖酶，能隨機(jī)切斷β-1，4苷鍵，提供許多可供反應(yīng)的末端，②外切β-1，4葡聚糖酶，該酶又可分為從非還原性末端開(kāi)始切下一個(gè)β-葡萄糖和切下一個(gè)β-葡聚二糖(纖維二糖)的兩種微生物對(duì)自然界中難降解物質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化（2）β-葡萄糖苷酶可水解纖維
7、二糖、纖維三糖及低分子量的寡糖成葡萄糖。這種酶過(guò)去被稱為纖維二糖酶，這顯然不合適，因?yàn)樗淖饔玫孜锊恢皇抢w維二糖。微生物對(duì)自然界中難降解物質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化纖維素分解過(guò)程烴類化合物的分解第三節(jié)微生物對(duì)石油化工廢水中烴類化合物的分解與轉(zhuǎn)化芳香族化合物的分解在芳香族與雜環(huán)化合物分解過(guò)程中起重要作用的微生物有假單胞菌、無(wú)色桿菌、節(jié)桿菌、棒桿菌、諾卡氏菌、分枝桿菌、曲霉、青霉等，這些微生物都能不同程度地使芳香
