微生物在环境物质循环中的作用.ppt

萘的代谢 菲的代谢 蒽的代谢 苯、萘、菲、蒽的代谢途径 苯 邻苯二酚 己二烯二酸 酮基己二酸 琥珀酸＋乙酰辅酶A CO2＋H2O 萘 菲 蒽 为什么这些有机物难于生物降解？ 微生物缺乏相应的水解酶 人工合成的难降解碳源污染物的转化 难——对于自然生态环境系统，如果一种化合物滞留可达几个月或几年之久，或在人工生物处理系统，几小时或几天之内还未能被分解或消除 种类：稳定剂、表面活性剂、人工合成的聚合物、杀虫剂、除草剂以及各种工艺流程中的废品等。 1. 氯苯类 用 途：稳定剂（润滑油、绝缘油、增塑剂、油漆、热载体、油墨等都含有） 危 害：急性中毒，是一种致癌因子（米糠油事件） 降 解 菌：产碱杆菌、不动杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌以及沙雷氏菌的突变体 通过共代谢完成氯苯的完全降解。 *共代谢研究进展及其成果对环保的应用现状？ 2．洗涤剂 可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性电解质四类 我国目前生产的洗涤剂属于阴离子型烷基苯磺酸钠。较早开发的是非线性的丙烯四聚物型烷基苯磺酸盐（ABS）： ABS 甲基分支干扰生物降解，链末端与4个碳原子相连的季碳原子抗攻击的能力更强。 A．降解洗涤剂的微生物 细 菌——假单胞菌、邻单胞菌、黄单胞菌、产碱单胞菌、产碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌 放线菌——诺卡氏菌 由于这些微生物的作用，虽然每年排放入环境中的洗涤剂数量逐年递增，但环境中并没有发生洗涤剂的明显增加。因而洗涤剂一般不会引起环境的有机污染。洗涤剂目前存在的问题主要是洗涤剂中的添加剂聚磷酸盐造成的水体富营养化问题 。 共代谢研究进展及其成果对环保的应用现状？ 共代谢（co-metabolism） ——指微生物在有它可利用的唯一碳源存在时,对它原来不能利用的物质也能分解代谢的现象。 例如:甲烷假单胞菌，甲烷；乙烷、丙烷和丁烷, 氧化为乙酸、丙酸、丁酸。 共代谢作用是1959年/美国德克萨斯大学/Leadbetter和Foster发现的, 当培养基中存在一种或多种用于微生物生长的烃类时微生物对作为辅助物质的、非用于生长的烃类的氧化作用 一级基质, 二级基质。 (1)生物在正常生长代谢过程中对二级基质的共同氧化 厌氧微生物食物链系统：葡萄糖的存在可为相关的微生物提供碳源和能源,另外,葡萄糖经相关微生物的代谢还可为受试有机物的开环提供必须的还原力和各种辅酶。 厌氧条件下废水中活性染料(活性翠蓝)的生物降解：发现以活性翠蓝为单一碳源时,厌氧菌不能降解活性翠蓝,但当进水中补充葡萄糖后,厌氧菌对葡萄糖和活性翠蓝产生了共代谢作用,活性翠蓝被降解 (2)微生物间的协同作用：指有些污染物的降解并不导致微生物的生长和能量的产生,它们只是在微生物利用一级基质时被微生物产生的酶降解或转化为不完全氧化产物,这种不完全氧化产物进而被另一种微生物利用并彻底降解 普通的脱硫弧菌属、铜绿假单胞菌属在用苯甲酸单独培养时,均不能利用苯甲酸, 在含有苯甲酸和SO42-的基质中共同培养时苯甲酸即可彻底被生物降解,同时SO42-被还原为H2S 生物膜或颗粒污泥的形成能有效地发挥微生物间的协同作用,提高难降解物质的生物降解率。 (3)一级基质不存在时休眠细胞对二级基质的利用 用氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯、1,2,4-三氯苯溶液驯化污泥, 内源呼吸阶段, 用这些污泥对这5种有机物进行降解,发现用氯苯、邻二氯苯、间二氯苯溶液驯化的污泥,能够有效地相互降解,诱导的酶系统具有一个共同特征,即要求被作用的二级基质苯环上至少具有一个“连续三空结构”;对二氯苯、1,2,4-三氯苯缺乏“连续三空结构”,因而不能被由上述3种有机物驯化的污泥降解, 用这2种有机物驯化的污泥诱导的酶系统,只要求二级基质苯环上至少具有一个“连续二空结构”即可,所以用这2种有机物驯化的污泥能够降解所有受试的5种有机物。 第三节 氮循环P207 一、蛋白质水解与氨基酸转化 1.蛋白质水解 水中来源： 生活污水、屠宰废水、罐头食品加工废水、制革废水等, 土壤中：动植物残体的腐败 （1）降解蛋白质的微生物 好氧细菌—— 链球菌和葡萄球菌 好氧芽孢细菌——枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌及马铃薯芽孢杆菌 兼性厌氧 菌——变形杆菌、假单胞菌 厌氧菌——腐败梭状芽孢杆菌、生孢梭状芽孢杆菌 致病菌——链球菌、葡萄球菌 真菌——曲霉、毛霉、木霉 放线菌——链霉菌 （2）降解机理 反硝化 N2↑ (好氧菌) O 2 氧化脱氨 蛋白质 胨 肽 进入细胞 羧酸 +NH 3 +H 2 S