沼泽红假单胞菌的研究分解.ppt

地下水污染抽出处理技术 Groundwater Pump and Treat 小组成员： 指导老师： 目录 CONTENTS 01 03 研究背景 Research Background 实际应用 Practical Application 02 04 作用机理 Function mechanism 前景展望 Future Prospect 研究 背景 研究背景 PART ONE 最早在 19 世纪 60 年 代，就有学者将光合 细菌应用于有机废水 的处理。 PART TWO 光合细菌因自身无毒 及降解有机物能力强 等特点被认为是最有 发展前景的生物菌剂 之一 PART THREE 利用微生物处理废水 改善废水水质、降低 水中有机物含量成为 一个新的研究方向。 4 研究背景 光和细菌的简介 光合细菌作为一种最原始的 具有光能合成体系 的原核生物，不仅能在光源作为能源 的条件下利用有机物进行光合作用，还能进行固氮固碳脱氢等作用 光和细菌的分类 在《伯杰式细菌系统手册》中，光合细菌划分为蓝色红菌门和红螺菌目两类，其中 后者又可以划分为不同的菌科，包含有红假单胞菌属、红螺菌属和红微菌属。 沼泽红假单胞细菌 沼泽红假单胞菌 是研究和应用较为广泛的一种光合细菌 , 属于外硫红螺菌科红假单 胞菌属 , 细胞直径 0. 6 ～ 0. 9μm 。革兰氏染色阴性。光合色素为叶绿素 a 、 b 和类胡 萝卜素。最佳生长方式是利用各种有机化合物作碳源和电子供体进行光照厌氧培养。 厌氧条件下以氢、硫代硫酸钠、硫化氢等作电子供体可光自养生长。 5 作用 机理 作用机理 25 % 脱氮原理 物理化学脱氮法成本 高，且不利于管理， 生物脱氮法是目前水 处理中常用的一种比 较经济有效的方法。 50 % 除磷原理 污水中的磷无论是氧 化态还是还原态都不 能变成气态进入空气 中，一般只能运用生 物学或者化学的方法 将其沉降后分离除去。 75 % 含硫化合物代谢 利用各种有机物作为 电子供体，将硫酸盐 作为最终电子受体把 硫酸盐还原为硫化物。 90 % 能量代谢途径 利用细菌胞内具有能 光合作用的载色体来 完成能量的代谢。 7 作用机理 脱氮原理 ? 光合细菌在厌氧条件下，通过水解胞外蛋白酶，将水中有机氮转为氨基酸，氨基酸通过脱氨 基作用转变成氨氮，随后与水体中的氨氮一起进入菌体中，被光合细菌同化利用，供菌体生 长繁殖。具有反硝化活性的光合细菌可以利用污水中的 NO 2- 或 NO 3- 作为最终电子受体，利 用简单有机物作为供氢体，进行反硝化作用。 脱氮过程 有机氮 ECP 水解 氨基酸 脱氨基 氨氮 被 psb 同化 氨氮（同化作用） 氮气（异化作用） 8 污水中的氨氮 还原酶体系 硝酸盐、亚硝酸盐 作用机理 除磷原理 ? 在 好氧条件 下，利用 O 2 为电子受体进行有氧呼吸，并氧化胞内储存的聚羟基烷酸（ PHAs ） 获得能量，同时氧化外界的乙酸和氨氮等有机底物获取能量。 光合细菌 氧化 PHAs 乙酸、氨氮 能量 超量吸磷 聚磷酸盐 除磷原理 ? 在 厌氧条件 下，吸收并利用脂肪酸等易降解的有机物，在还原型辅酶Ⅰ参与下，经由三羧酸 循环（ TCA ）或由糖原经糖酵解途径合成 PHAs ，光合细菌不断释放聚磷酸盐，使污水中的 溶解性磷酸盐会不断增加 光合细菌 易降解有机物 还原型辅酶 I ATP+ 聚磷酸盐 溶解性磷酸盐 PHAs 9 作用机理 含硫化合物代谢 在好氧黑暗或厌氧光照条件下 ? 沼泽红假单胞菌以光作为能源，利用各种有机物作为电子供体，将硫酸盐作为最终电子受体， 把硫酸盐还原为硫化物。 ? 然后再以硫化物和 CO 2 分别作为氢源和碳源，进行光合作用，通过光合磷酸化获得能量。 含硫化合物代谢 在好氧黑暗或厌氧光照条件下 ? 沼泽红假单胞菌可直接降解有机质，还原 CO 2 和硫化氢，使自身得以增值，同时达到净化水 体和降低水中硫化物的作用。 ? 反应式为： 2H 2 S+CO 2 = （ CH 2 O ）菌体 +H 2 O+2S 10 作用机理 能量代谢途径 由细胞膜分化而成，直径约在 沼泽红假单胞菌等光合细菌胞内具有能光合作用的载色体，这些载色体为球状或胞状， 合磷酸化反应和光氧化还原反应。 60-100nm 之间，包含着大量类胡萝卜素和叶绿素，能进行光 ? 在好