第5章1 生物化学在环境科学中的应用.ppt

环境生物化学,主讲教师：崔明超电话公地点：工程南楼403Email：cuimingchao,第五章现代环境生物技术原理,5.1现代生物技术概述,5.1.1现代生物技术定义,以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的,5.1.2现代生物技术及应用,广泛应用于农业、医药、化工、食品、环境保护等众多领域,核心技术,5.1.3现代环境生物技术,美国密歇根州立大学的J.M.Tiedje教授认为，环境生物技术的核心是微生物学过程指的是直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染，同时又生产有用物质的工程技术高、中、低三个层次,以基因工程为主导,传统的生物处理技术,利用天然处理系统,目前环境生物技术面临的任务有：解决基因工程菌从实验室进入模拟系统和现场应用过程中，其遗传稳定性、功能高效性和生态安全性等方面的问题开发废物资源化和能源化技术建立无害化生物技术清洁生产新工艺发展对环境污染物的生理毒性及其对生态影响的检测技术,5.2酶工程基本原理,酶工程是指利用生物有机体内酶所具有的某些特异催化功能，借助固定化生物反应器和生物传感器等新技术、新装置，高效优质地生产特定产品的一种新技术内容包括：对生活在极端环境条件下的嗜热菌、嗜冷菌、嗜盐菌、嗜碱菌、嗜压菌等微生物的研究受到人们的重视，试图从中找出具有特殊功能的酶在开发酶的新用途方面，最引人注目的是清洁生产工艺的运用，使污染最小化,酶的生产与分离纯化酶分子修饰酶固定化酶反应动力学在环境污染治理、工业、医药、卫生和理论探索等方面的应用,5.2.1酶固定化概念,又称水不溶性酶，是通过物理吸附法和化学键合法将水溶性酶合固态的不溶性载体相结合，使酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物特点：稳定性强：载体有效保护酶的天然构型，不受酸碱有机溶剂等影响适合于连续化、自动化和管道化工艺，还可回收、再生合重复使用固定化酶可以设计成不同形式：如酶片、酶布、酶柱,非水溶剂中的酶促反应,水与酶分子的相互作用水是极性分子，可促进离子键和极性共价键化合物的解离；形成氢键时可作为质子的受体和供体酶分子与水相互作用，对于稳定酶分子复杂的立体结构和保持酶的催化活性具有重要意义；但水也参与多数引起变性的反应,非水溶剂中的酶促反应,酶在有机溶剂中保持催化活性的基本条件酶分子的周围必须存在一个水化层，其需水数量取决于酶的分子大小、形状、表面电荷、疏水及亲水性质等与酶紧密结合（主要是氢键）的“结合水”，对酶构象的形成和维持等起着关键的作用与酶松散结合起溶剂作用的“大量水”，可部分被有机溶剂取代一般来说，极性有机溶剂可以夺取酶水化层的大部分水，甚至结合水；而非极性溶剂夺取水的能力较弱,非水溶剂中的酶促反应,有机溶剂中酶促反应的特性微环境的变化由于水的存在而增强，酶的构象更具“刚性”适当条件下，改变平衡向有利于合成方向进行在有机溶剂中酶的稳定性得到显著提高大大降低了许多需要水参与的副反应可以省略产物的萃取分离过程，提高回收率脂溶性底物和产物在有机溶剂中的高度溶解性，有利于提高底物浓度总水平不存在微生物污染问题是一个非均相反应体系，应用振荡或搅拌改善底物及产物的交换是反应的关键,固定化技术的研究阶段第一阶段：载体的开发第二阶段：,辅酶系或ATP系和其再生系的建立疏水体系或含水率低的体系中固定化酶的催化反应研究添加防止固定化过程中酶活力下降的辅助物的研究固定化活细胞的研究,生物固定化技术的应用领域,食品与发酵工业：高果糖浆的生产酒精和啤酒的生产氨基酸和有机酸的生产乳品工业,医药工业废水生物处理能源开发生物传感器基础理论研究,生物固定化技术的机理,带电荷酶或细胞和带电荷的载体之间的静电相互作用细胞表面的氨基（-NH2）和羧基（-COOH）与载体表面上的反应基团之间形成离子键细胞表面的氨基或羧基和载体表面上的羟基等形成共价键包埋载体的孔径比生物催化剂更小，因而将生物催化剂保留在载体内，同时，底物可以进去，反应产物可以出来细胞表面的基团和载体上经化学修饰而特意接枝上去的集团之间形成共价键,生物固定化的载体,理想的固定化载体应具有对生物催化剂无毒、传质性能好、性质稳定、寿命长、价格低廉等特点目前常用的载体大致可分为有机载体、无机载体和复合载体三大类,有机载体如琼脂、海藻酸钠（CA）、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酰胺等，它们在形成凝胶时可将细胞包埋在凝胶内部从而达到固定细胞的目的，在废水处理中得到较多的研究和应用无机载体如活性炭、多孔陶珠、红砖碎粒等，利用其多孔结构对细胞的吸附作用和电荷效应固定细胞。相对于有机载体材料来说，无机载体材料大多具有成本低、寿命长,机械强度大和耐酸碱等特性而更具实用性。对于这方面目前研究尚不够充分有机载体与无机载体组成复合载体，结合了它们各自的优点，改进了材料的性能,固定化酶的制备,酶的催化活性依赖于酶的空间结构及活性中心。所以固定化时要选择适当的条件，力图不使其活性中心的基团受到影响。操作时应尽量在温和条件下进行，以尽量保持酶蛋白天然的高级结构酶固定化的方法,载体结合法：以共价结合、离子结合和物理吸附等固定在非水溶性载体上：如葡聚糖、活性炭、胶原、琼脂糖、多孔玻璃珠、高岭土、硅胶、氧化铝、羧甲基纤维素等,交联法：与两个或两个以上官能团的试剂反应形成共价键：如戊二醛、双重氮联苯胺和六甲撑二异氰酸酯,包埋法：包埋在凝胶微小格子中，或包裹在半透性的聚合物膜内：如聚丙烯酰胺凝胶、聚乙稀醇、琼脂、硅胶等；尼龙、乙基纤维素和硝酸纤维素,逆胶束酶反应系统：表面活性剂的两性分子在有机溶剂中自发形成聚集体，其亲水性一端连接成逆胶束的极性核，水分子插入核中，疏水性一端进入主体有机溶剂中，酶分子溶于逆胶束中,固定化酶的性质,底物特异性的改变：立体障碍使高分子底物与酶分子表面的邻近效应受到干扰最适pH的改变：最适pH的平行移动最适温度的变化：多数不发生变化动力学常数的变化：Km及Vm的变化稳定性变化：普遍增加,当酶分子被结合到带负电载体上时，酶蛋白的阳离子数增多，从而造成固定化酶反应区域的pH比外部溶液的pH值偏酸，造成酶的反应是在比反应液的pH偏酸一侧进行，从而使最适pH值转移到碱性,固定化对酶反应系统的影响,酶构象改变：酶分子发生某种扭曲立体障碍：载体存在造成某种空间障碍微扰效应：分配效应：底物及各种效应物在载体内外侧浓度的不等分配扩散限制：与物质的分子量大小、载体的结构及酶反应性质有关,由于底物的疏水、亲水及荷电性质，使得紧邻固定化酶的微环境区域发生变化，对酶产生微扰效应,外扩散限制指底物、产物和其他效应物在宏观体系与酶颗粒表面间的扩散受到了限制，主要存在于酶颗粒周围的处于层流状态的液膜层内扩散限制指在多孔性固定化载体内，底物、产物和其他效应物在载体颗粒表面与载体内的酶活性部位间的扩散受到限制,5.2.3酶在污染治理中的应用,含酚废水处理造纸废水处理含氰废水处理食品加工废水处理含有残留有机氯农药土壤的处理微生物酯酶的应用,酯酶具有在液相和有机相界面间起催化作用的独特性能,某些细菌中含有一种特殊的甲烷单加氧酶（MMO），具有比较广泛的底物选择性，能够催化降解大多数氯代烃污染物先转化成相应的醇，再在其它酶作用下分解成无害物质,5.3基因工程基本原理,5.3.1基因工程概述,基因工程的诞生：1973年Cohen理论上的三大发现技术理论上的三大发明,1934年，DNA是遗传的物质基础遗传信息的来源1953年，DNA双螺旋结构学说遗传信息传递的方式1961年操纵子学说；1972年中心法则遗传信息的流向与表达,1970年和1972年限制性核酸内切酶和1970年DNA连接酶的发现1964年发现细菌的F-性因子，1973年首次将质粒用作载体1970年发现的逆转录酶，使真核基因的制备成为可能,基因工程的定义：是利用重组DNA技术，在体外通过人工剪切和拼接等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使重组的基因在受体细胞中表达，产生出人类所需要的基因产物用于大规模生产生物分子改造现有物种及设计构建新物种寻找、分离和鉴定生物体的遗传信息资源,基因工程的主要内容核心是DNA重组技术：获取目的基因并进行必要的改造选择合适的载体并加以适当的修饰将目的基因与载体连接，获得含有目的基因的重组载体将重组载体导入宿主细胞并筛选楚含重组DNA的细胞进行增殖,5.3.2目的基因的获得,从基因组DNA中分离基因的化学合成法通过RNA合成cDNA用聚合酶链反应（PCR）方法扩增目的基因片段基因文库与cDNA文库的构建,基因的随机断裂方法限制性内切酶降解,基因的核苷酸序列已知从3末端开始,目前获得已知基因的主要方法,聚合酶链反应，不需要借助于分子克隆，可以在体外快速繁殖和扩增DNA的技术原理：应用与待扩增的目的DNA片段两侧互补的引物，在DNA聚合酶的作用下，引发目的DNA片段反复复制，从而使目的DNA片段拷贝迅速增加的过程变性退火延伸DNA分子数目呈2的指数增加从耐热菌中纯化得到一种特殊的TaqDNA聚合酶，可在较高温度下催化聚合局限性：TaqDNA聚合酶缺乏校正功能，产生较高的错误掺入率,指含有某种生物体全部基因片段的重组DNA克隆群体,5.3.3基因工程载体,指可以携带目的基因进入宿主细胞的运载工具具有自主复制能力，能带动外源基因在宿主细胞内复制和扩增具有较多的拷贝数，易于分离提纯分子质量相对较小，便于操作，并有足够的接纳目的基因的容量有供外源基因插入的多个单一限制性核酸内切酶位点，用于目的基因的克隆有一个或多个筛选标记,常用基因工程载体,质粒载体改造过的人工质粒，常用的有pBR322、pUC、pGEM等噬菌体载体DNA长48kb，插入型和取代型两种黏性质粒与人工染色体,由质粒和噬菌体的cos黏性末端构建而成，主要用于真核细胞基因组文库的构建,5.3.4基因工程工具酶,限制性核酸内切酶：型、型、型DNA聚合酶：大肠杆菌DNA聚合酶、Klenow聚合酶、热稳定DNA聚合酶、反转录酶DNA连接酶：T4DNA连接酶和大肠杆菌DNA连接酶其他DNA修饰酶,5.3.5重组体的构建,相同酶切位点的连接不同限制酶产生相同黏性末端的连接平末端连接：T4DNA连接酶，效率低同聚物加尾连接人工接头连接,5.3.6重组体DNA导入受体细胞,重组质粒的转化重组噬菌体的感染真核细胞的基因转染,受体细胞的条件：DNA限制性内切酶缺陷型，使之不能随便切割、破坏重组载体DNA分子不适于人体内和非培养条件下生存,5.3.7重组体的筛选,根据重组体的遗传表型筛选抗生素筛选营养缺陷型互补筛选根据重组体结构特征的筛选快速裂解菌落比较重组DNA的大小限制性内切酶酶切鉴定杂交分析PCR筛选,5.3.8外源基因在宿主中的表达,外源基因必须在调节元件控制下进行转录和表达外源基因在原核细胞中的表达宿主遗传背景清楚，培养简单，迅速适应大规模生产缺乏适当的翻译后加工机制，后续纯化困难外源基因在真核细胞中的表达研究该基因在细胞中的作用和机制；获得足够量的纯化目的蛋白,5.3.9基因工程在环境污染治理中的应用,基因工程为改变细胞内的关键酶或酶系统提供了可能设计复合代谢途径，提高微生物的降解速率拓宽氧化酶的专一性维持低浓度下的代谢活性改善有机污染物降解过程中的生物催化稳定性等,5.4微生物细胞工程,是运用精巧的细胞学技术，有计划地改造细胞遗传结构，从而培育出人们所需要的生物品种或具有某些新性状的细胞群体细菌、放线菌等原核细胞，生长迅速，DNA裸露于细胞质中，不与蛋白质结合，易于遗传操作，是细胞改造的良好材料；而其胞外由肽聚糖组成的细胞壁是细胞融合的主要障碍基本操作：无菌操作技术、细胞培养技术、细胞融合技术,细胞培养,将细胞从生物体内取出，在特制的培养容器内给予必要的生长条件，使其在体外继续生长与繁殖关键因素：营养和生长环境动物细胞培养，植物的花粉、原生质体的培养等,细胞融合,在一定条件下，将两个或多个细胞融合为一个细胞的过程，又称细胞杂交细胞融合已经成为遗传转化与研究的最有效手段之一促融因子作用下，细胞凝集，质膜发生粘连，细胞质开始融合，继续培养过程中，发生核融合，形成杂种细胞动物和植物细胞之间也可以杂交,细胞重组,在体外条件下，运用试验技术从活细胞中分离出各种细胞的结构或组件，再根据需要把它们在不同的细胞之间重新进行装配，成为具有生物活性的细胞核移植主要采用微注射技术细胞器移植技术微注射法、载体转移法、胞饮摄入法,遗传物质转移,基因在细胞水平上的转移载体法：双子叶植物常用直接导入法：直接将外源基因注入到一个受体的受精卵的核内，合子发育成胚,5.4.2细胞融合构建环境工程菌,细胞质壁分离后去掉细胞壁所余下的部分结构称为原生质体具备原有细胞的全部内部结构与生理性能，但完全无细胞壁，失去了细胞的刚性而呈球形，对渗透压十分敏感容易吸收外来的DNA、蛋白质等，对外界理化因子比较敏感,原生质体融合方法,亲本的选择：选择两种适合于重组的亲本菌株，选定适宜的遗传标记原生质体制备：选用适合的酶系，在等渗液中溶解细胞壁；真菌选用纤维素酶，细菌选用溶菌酶；注意对最佳条件的摸索原生质体的再生：酶解后得到的原生质体能够在等渗的培养基中重建细胞壁，恢复细胞完整形态，并能生长、分裂的过程称为再生；这是以融合法进行细胞遗传结构改造的前提；再生率差距很大,原生质体的融合与融合子的检出,化学诱导法：常用促融剂是聚乙二醇（PEG）及钙离子PEG在相邻原生质体的流动质膜之间形成一种分子桥，沟通两个亲本的质膜，改变了质膜的某些性质，并降低了原生质体的表面势能，使质膜上的蛋白质凝聚，形成容易融合的无蛋白颗粒的磷脂双层区，导致原生质体进一步融合电融合法：快速、简便、融合率高瞬时电脉冲使两细胞接触处的细胞膜发生破裂,原生质体融合构建环境工程菌,始于20世纪80年代，在生物降解反应中，微生物细胞互生现象普遍存在；通过原生质体融合技术将多个细胞的优势集中到一个细胞内原生质体融合构建苯环化合物降解菌原生质体融合构建纤维素降解菌聚乙二醇诱导原生质体融合制备细菌杀虫剂电融合诱导选育利用木糖和纤维二糖产乙醇的菌株,5.5发酵工程,5.5.1发酵概述,发酵的定义发酵是微生物分解有机物，产生乳酸或乙醇和CO2的作用过程；也泛指一般利用微生物制造原料或产品的过程，可在无氧或有氧条件下进行利用发酵工程的原理与技术，同时实现废物资源化，提高整体工艺的效益，降低运行成本,发酵工程的基本原理单一的菌种在培养基中的纯培养采用的菌种极为重要，培养与保存优良的生产菌种是发酵工艺的首要任务发酵工程过程发酵原料的预处理发酵过程的准备发酵过程：厌氧发酵和好氧发酵产品的分离与纯化：离心除杂，进一步提炼,原料丰富，需要将其粉碎、蒸煮并水解成葡萄糖，以供给微生物利用,种子罐发酵制备大量的微生物菌种；无菌消毒是种子制备与发酵的必要条件；还需要调节pH和添加必要的营养盐,5.5.2发酵工程在环境污染治理中的应用,亚硫酸盐纸浆废液乙醇发酵酵母循环系统：利用酵母-活性污泥二段式好氧处理废水的系统废纤维素的资源化有机固体废物的快速堆肥,第六章水环境污染控制与治理中的生物化学,6.1污水、废水生物控制与治理生物化学,6.1.1水的生物化学处理概念,在人工条件下，创造有利于微生物生长代谢的环境，使微生物大量繁殖，提高微生物氧化分解有机物的能力，从而达到去除或降低废水中有机污染物的目的按对生长环境中氧的要求不同，可分为好氧生物处理和厌氧生物处理按处理工艺过程，可分为以活性污泥为主的悬浮生长系统和以生物膜为主的附着生长系统,碳氧化过程：溶解性有机物中的碳被转化为新原生质和CO2稳定化过程：不溶性的胶体态有机物被微生物转化，形成不再受微生物新陈代谢活动影响的最终产物溶解性无机物（N、P）的生物化学转化过程,6.1.2好氧生物处理生物化学,6.1.2.1好氧活性污泥法活性污泥法的基本流程活性污泥法中的微生物活性污泥法的净化反应过程活性污泥反应动力学（自学）,演替顺序：细菌植物性鞭毛虫肉足类动物性鞭毛虫游泳型纤毛虫、吸管虫固着型纤毛虫轮虫,絮凝、吸附作用微生物代谢及增殖规律活性污泥的凝集、沉淀与浓缩,6.1.2.2好氧生物膜法好氧生物膜法的基本原理生物膜的形成及特点生物膜中的物质迁移,6.1.3厌氧生物处理生物化学,6.1.3.1厌氧生物处理的基本原理厌氧生物分解有机物的过程厌氧消化微生物6.1.3.2厌氧生物处理的动力学（自学）,(1)发酵性细菌(2)产氢产乙酸细菌(3)同型产乙酸菌(4)利用H2和CO2产甲烷菌（30%）(5)分解乙酸的产甲烷菌（70%）,发酵细菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌厌氧微生物群体间的关系：缺氧处理：硫酸盐还原和反硝化,不产甲烷细菌为产甲烷菌提供生长和产甲烷所需要的基质不产甲烷细菌为产甲烷菌创造适宜的氧化还原条件不产甲烷细菌为产甲烷菌清除有毒物质产甲烷菌为不产甲烷细菌的生化反应解除反馈抑制不产甲烷细菌和产甲烷菌共同维持环境中适宜的pH值,6.2污水、废水深度处理生物化学,6.2.1生物脱氮生物化学,6.2.1.1生物脱氮过程和原理硝化：NH3NO2-NO3-反硝化：NO2NON2ON26.2.1.2生物脱氮法反应动力学（自学）6.2.1.3生物脱氮过程的影响因素硝化反应的影响因素反硝化反应的影响因素,亚硝化反应NH4+O2+HCO3-NO2-+H2O+H2CO3+亚硝酸菌硝化反应NO2-+NH4+H2CO3+HCO3-+O2NO3-+H2O+硝酸菌总反应NH4+O2+HCO3-NO3-+H2O+H2CO3+微生物细胞,反硝化反应：NO3-+CH3OH+H2CO3N2+H2O+HCO3-+微生物细胞,硝化细菌的世代时间普遍比较长，须保证有足够数量活性强的硝化细菌（107个/ml）泥龄：一般控制在5d以上要供给足够氧：活性污泥中应大于2mg/L，生物膜中应大于3mg/L控制适度的曝气时间（水力停留时间）：注意调节pH值：pH下降，对硝化细菌生长不利温度：硝化细菌种类多，要根据实际选择适当的温度营养物质：BOD5越低，硝化细菌比例越大，硝化反应越易于进行；H3N-N应保持一定浓度，但过高呈抑制作用毒物：硝化细菌对毒物的敏感，大多数重金属和有机物对它们具有抑制作用,营养物质：需要足够的有机碳源，BOD5:总N大于3，可无需外加碳源DO：在O2和NO3-同时存在时，首先利用O2作为最终电子受体，只有DO接近零时才开始进行反硝化作用；活性污泥DO需保持0.5mg/L以下，生物膜可在1.5mg/L以下温度：最佳温度40pH：最适范围7.07.5；反硝化作用NO3-NO2-NON2ON2等阶段，pH小于66.5时，NO和N2O是主要产物；大于8时，将出现NO2-的积累,6.2.2生物除磷生物化学,6.2.2.1微生物除磷原理与过程基本原理：聚磷菌厌氧释放磷形成PHB，好氧摄取磷形成异染颗粒6.2.2.2生物除磷反应动力学（自学）6.2.2.3影响除磷的因素,硝化菌和除磷菌争碳源，分别创造各自的生态环境一些发酵菌进行反硝化反应，抑制对有机物发酵产酸作用，影响到聚磷菌功能，控制在0.2mg/L以下溶解氧/氧化还原电位：E大于0时不能释放磷，厌氧池控制在-200-300mV；好氧池的DO保持2mg/L以上以满足对PHB的氧化温度影响聚磷菌的生长速度，对除磷效果影响不大，一般保持30左右；pH在78BOD5/TP15，以保证足够的碳源；TP1mg/L时，比值应在2030之间污泥龄长，磷含量低，排泥量减少，除磷效果降低,第七章有害有机物微生物降解中的生物化学,7.1微生物降解概述,7.1.1微生物降解的基本观念,微生物降解就是通过微生物作用将有机物降解成小分子化合物的过程根据有机污染物生物降解的进行程度分为三种：初级生物降解反应较最终生物降解反应要快得多，两者的生物降解速率差别随有机化合物的不同而不同，一般为几倍到十几倍,初级生物降解：指有机污染物在微生物的作用下，母体化合物的化学结构发生变化，并改变了原污染物分子的完整性环境容许的生物降解：指可除去有机污染物的毒性或者人们所不希望的特性最终生物降解：指有机污染物通过生物降解，从有机物向无机物转化，完全被降解成CO2、水和其他无机物，并被同化为微生物的一部分,7.1.2微生物降解有机污染物的作用,微生物在环境中与污染物发生相互作用，通过其代谢活动，会使污染物发生氧化反应、还原反应、水解反应、脱羧基反应、脱氨基反应、羟基化反应、酯化反应等多种生理生化反应在微生物与污染物发生相互作用的同时，微生物会对污染物的存在做出反应和生理调节而发生变异，或者在污染物的诱导作用下发生变异,7.1.3污染物生物降解的动力学,常用的两种经验模式来描述基质浓度与降解速率之间的关系幂指数定律不考虑微生物生长因素降解速率与基质浓度n次幂成正比dS/dt=kSn基质浓度很高，考虑为零级反应基质浓度很低，假定n1,指标靶化合物的微生物降解速率常用总的降解速率来描述降解速度一般在实验室模拟测定,S基质浓度k生物降解速率常数n反应级数,StS0-kt,Ln(St/S0)=kt,t1/2=ln(2/k)有机物的生物降解作用与半衰期生物降解快17d生物降解较慢728d生物降解慢424周抗生物降解612月,双曲线定律考虑微生物生长因素Smax/Ks+SKs代表微生物与支持其生长的有机营养物质的亲和力，数值越小，细菌对该分子的亲和力越大Ks值的跨度相当大，对一种细菌来说，不同的基质有不同的Ks；对同一种基质来说，Ks值与细菌菌株有关，甚至同一个菌株在低浓度有一个Ks值，在高浓度有另一个Ks值,微生物的比增长速率，即单位生物量的增长速率，单位为时间1max微生物的最大比增长速率Ks饱和常数，当max/2时所对应的基质浓度,7.2典型有害有机污染物微生物降解的生物化学,7.2.1卤代烃类微生物降解的生物化学,7.2.1.1卤代脂肪烃的降解卤代脂肪烃广泛应用于工业溶剂、清洗剂、气雾推进剂和化工合成的中间体，引起地下水、地表水和土壤污染的普遍污染，具有相当强的抗生物降解性所有1-单氯-正脂肪烷（C1C12）均可以降解并作为碳源和能源供纯培养微生物生长一般来说，末端氯代脂肪烃比次末端氯代脂肪烃易于降解,好氧降解甲基营养菌在有甲烷和天然气存在的情况下可以降解TCE降解的敏感性和分子中氯原子的数目呈负相关降解需要代谢基质存在，是一种共代谢作用厌氧降解还原性脱卤卤原子从分子中逐个脱去并被氢原子取代脱卤作用取决于分子卤碳键强度，和卤原子的类型和数目及卤代分子的饱和程度有关,7.2.1.2脱卤作用机制,7.2.1.3典型卤代脂肪烃的降解（自学）7.2.1.4卤代芳烃的降解（多氯联苯）在好氧和厌氧条件下均可降解；主要通过共代谢途经降解，由双加氧酶攻击碳产生顺式二醇引发降解反应；有些微生物可使其发生还原脱氯反应，厌氧还原脱氯能降解高度氯代的同系物，同时降低其毒性；宜采用厌氧-好氧生物处理工艺,7.2.2农药微生物降解的生物化学,苯氧乙酸的微生物降解DDT的生物降解：化学性质稳定，难于生物降解；可通过食物链富集；还可通过风力和水流传播，扩大污染范围；多种珍稀兽禽的灭绝与其有关；蚜虫抗药性比30年代提高了3万倍；杀死土壤微生物导致有机肥料