微生物与环境污染的治理.ppt

微生物与环境污染的治理 微生物与环境污染的治理 一 环境污染治理的微生物学原理二 微生物在环境污染治理方面的应用 我国环境现状 我国是世界上环境污染最为严重的国家之一 广州 香港 重庆 北京四个城市位于2010年世界十大空气污染最严重的城市中之列 全国600多个城市中 大气质量符合国家一级标准的不足6 2 200多个城市陷入垃圾包围之中 我国环境现状 全国2010年污水排放达617 3亿吨 其中72 9 的生活污水和85 7 的工业废水得到处理 其中约有一半工业污水处理设施的出水达不到国家排放标准 其他未经处理的污水直接排入江河湖海 致使我国的水环境遭受严重污染和破坏 一 环境污染治理的微生物学原理 微生物种类繁多 我国约有微生物26万种 代谢类型多样 每一种微生物都有独特的酶系与功能 因此 它们是自然界进行自净作用的主力军 也是我们对污染物进行生物处理的 有力武器 是环境治理的主要工具 1 微生物适合环境污染治理的特点2 微生物在环境污染治理中的化学作用3 微生物治理环境污染的优点 一 环境污染治理的微生物学原理 1 微生物适合环境污染治理的特点 微生物个体微小 比表面积大 代谢速率快 微生物种类多 分布广 代谢类型多样 微生物繁殖快 易变异 适应性强 微生物具有多种降解酶 有巨大的降解能力和共代谢作用 微生物个体微小 比表面积大 代谢速率快 微生物的这个特点 使之具有惊人的代谢活性 有利于营养物的吸收和废物的排泄 有利于污染物的快速降解与转化 微生物种类多 分布广 代谢类型多样 环境的多样性决定了微生物类型的多样性 微生物种类多 代谢类型多样 为当今日益复杂的环境污染治理提供了更多的功能菌 对环境中形形色色的物质的降解转化 起着至关重要的作用 微生物繁殖快 易变异 适应性强 微生物巨大的比表面积使之对生成条件下的变化具有极强的敏感性 加之微生物繁殖快 数量多 可在短时间内产生大量变异的后代 对进入环境中的 新 污染物 微生物可通过基因突变 改变原来的代谢类型而适应 降解之 微生物具有多种降解酶 有巨大的降解能力和共代谢作用 微生物能能灵活的改变其代谢与调控途径 合成各种降解酶 以适应不同的环境 将环境中的污染物降解转化 同时微生物体内含有质粒 质粒能通过基因工程实现不同物种的细胞间转移 从而构建多质粒功能菌 在环保中发挥重要作用 此外微生物具有共代谢作用 利于难降解污染物的彻底分解 2 微生物在环境污染治理中的化学作用 微生物通过它的代谢活动 降解和转化污染物 表现在环境中的化学作用主要有氧化 还原 脱氨 脱羧 水解 酯化 脱水 缩合 氨化和乙酰化作用等 通过各种微生物的化学作用 实现污染物的降解与转化 从而达到污染治理的目的 3 微生物治理环境污染的优点 一 是充分体现在它是一个纯生态过程 无二次污染 从根本上体现了可持续发展的战略思想 二 是微生物在处理环境污染物方面具有速度快 消耗低 效率高 反应条件温和等 加之其技术开发所预示的广阔的市场前景 受到了各国政府 科技工作者和企业家的高度重视 1 在大气污染治理中的应用2 在水污染治理中的应用3 在固体废弃物治理中的应用4 在石油污染治理中的作用 二 微生物在环境污染处理方面的应用 兰州的大气污染 1 微生物用于烟气脱硫 不需高温 高压 催化剂 设备要求简单 利用自养生物脱硫 营养要求低 无二次污染 处理费用为湿法脱硫的50 1 在大气污染治理中的应用 2 生物过滤法可去除空气中的异昧 挥发性物质和有害物质 包括控制 去除 城市污水处理设施中的臭味 化工过程中的生产废气 受污染土壤和地下水中的挥发性物质 室内空气中低浓度物质等 3 微生物还可用来固定CO2 实现CO2的资源化 同时产生很多附加值高的产品 1 废水中有机物的降解酚类对水中生物有致畸性 使生物具有难闻的酚味 化学处理法由于二次污染问题受到限制 而利用培养优势菌群的微生物法降解酚类却有显著作用 例如 白腐脉射菌 对多环芳烃类 氯代烃类 酚类 氯代酚类 烷基苯类和硝基苯类化合物有显著的降解作用 2 在水污染治理中的应用 2 废水中重金属的去除由于藻类对重金属离子具有较强的富集能力 利用其生物吸附作用可从工业污水中去除有毒 放射性金属和回收稀有 贵重金属 该法具有高效 经济 简便 选择性好等优点 尤其适用于低浓度及一般方法不易去除的金属 1 城市生活垃圾的处理先经过过筛 回收可再生资源后 引入具有特定功能的微生物 主要是一些能高效降解有机物质 如纤维素 脂肪 蛋白质的微生物 进行好氧处理或厌氧发酵 加速发酵过程 同时还可以收集所产生的沼气 经过充分发酵后的垃圾是一种很好的农业肥料 3 在固体废弃物治理中的应用 我们熟悉的白色污染 2 可以被迅速分解的塑料 多聚羟基烷酸PHA聚 羟基烷酸酯 简称PHA 它们是由许多个 羟基化的饱和脂肪酸聚合而成的 脂肪酸可以是丁酸 戊酸或己酸等 它的最大优点是可被微生物降解掉 因此人们称它为 生物可降解塑料 据说用这种材料制作的缝合线缝合伤口后也用不着拆线 因为它可以在人体内自行被分解吸收 1 通过自身代谢作用降解石油有的微生物还可以通过亚末端氧化形成仲醇 再依次氧化成酮 酯 酯水解形成伯醇和脂肪酸 再进一步氧化分解 一些微生物能将烯烃代谢为不饱和脂肪酸并产生某些双键的位移或产生甲基化 形成带支链的脂肪酸 再进行降解 4 微生物在石油污染治理中的应用 2 合成生物表面活性剂 促进石油降解生物表面活性剂是微生物或植物在一定条件下培养时 在其代谢过程中分泌出的具有一定表面活性的代谢产物 生物表面活性剂可以将烃类物质乳化 进而促进其降解 1 微生物在环境工程中的监测作用生物监测是一个利用生物对环境污染所发出的各种信息来判断环境污染状况的过程 其包括细菌发光检测 抑制代谢检测 遗传毒性试验等微生物检 生物长期生活于自