环境工程微生物学第八章

环境工程微生物学第八章第1页，课件共24页，创作于2023年2月有机污染物生物净化天然物质、人工合成物质无机污染物生物净化有机污染物的生物净化机理

净化本质——微生物转化为无机物

依靠——好氧分解与厌氧分解

厌氧分解厌氧细菌原理：发酵、厌氧无机盐呼吸好氧分解细菌是其中的主力军

原理：好氧有机物呼吸

第2页，课件共24页，创作于2023年2月第一节碳循环

一、碳源污染物的转化包括:

糖类、蛋白质、脂类、石油和人工合成的有机化合物等。（一）糖类污染物提问：哪些糖类会成为污染物？难溶的多糖，且当一些难溶解的多糖数量较大时才会使自净时间大大增加，从而对环境造成污染。这类多糖主要是纤维素、半纤维素、果胶质、木质素、淀粉。第3页，课件共24页，创作于2023年2月1．纤维素的转化β葡萄糖高聚物，每个纤维素分子含1400~10000个葡萄糖基（β1-4糖苷键）。来源：棉纺印染废水、造纸废水、人造纤维废水及城市垃圾等，其中均含有大量纤维素。A．微生物分解途径第4页，课件共24页，创作于2023年2月第5页，课件共24页，创作于2023年2月B．分解纤维素的微生物好氧细菌——粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌厌氧细菌——产纤维二糖芽孢梭菌、无芽孢厌氧分解菌及嗜热纤维芽孢梭菌。放线菌——链霉菌属。真菌——青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。需要时可以向有菌种库的研究机构购买或自行筛选。第6页，课件共24页，创作于2023年2月2．半纤维素的转化存在于植物细胞壁的杂多糖。造纸废水和人造纤维废水中含半纤维素。分解过程

TCA循环聚糖酶CO2+H2O半纤维素单糖+糖醛酸

H2O各种发酵产物厌氧分解分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素。许多芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌及放线菌能分解半纤维素。霉菌有根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉。第7页，课件共24页，创作于2023年2月Lignin木质素木质素空腔纤维素木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁中，由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度分枝多聚物。3．木质素的转化第8页，课件共24页，创作于2023年2月自然界中哪些微生物能够进行木质素的降解呢？确证的只有真菌中的黄孢原毛平革菌，疑似的只有软腐菌。黄孢原平毛革菌(Phanerochaetechrysosprium)是白腐真菌的一种，隶属于担子菌纲、同担子菌亚纲、非褶菌目、丝核菌科。白腐—树皮上木质素被该菌分解后漏出白色的纤维素部分。*木质素降解的意义何在呢？如何实现工业化白腐菌降解木质素呢？第9页，课件共24页，创作于2023年2月（二）油脂的转化水中来源：毛纺、毛条厂废水、油脂厂废水、肉联厂废水、制革厂废水含有大量油脂降解油脂较快的微生物：细菌

——荧光杆菌、绿脓杆菌、灵杆菌丝状菌

——放线菌、分支杆菌真菌

——青霉、乳霉、曲霉途径：水解+β氧化第10页，课件共24页，创作于2023年2月1．降解石油的微生物降解石油的微生物很多，据报道有200多种细菌

——假单胞菌、棒杆菌属、微球菌属、产碱杆菌属放线菌

——诺卡氏菌酵母菌

——假丝酵母霉菌

——青霉属、曲霉属藻类

——蓝藻和绿藻（三）石油的转化第11页，课件共24页，创作于2023年2月2．石油的降解机理A．链烷烃的降解

+O2R-CH2-CH2-CH3R-CH2-CH2-COOHβ-氧化

CO2+H2OCH2-COOH+R-COOHB．无支链环烷烃的降解：以环己烷为例

第12页，课件共24页，创作于2023年2月C．芳香烃芳香烃普遍具有生物毒性，但在低浓度范围内它们可以不同程度的被微生物分解。已知降解不同芳香烃的细菌类别第13页，课件共24页，创作于2023年2月

苯和酚的代谢苯、萘、菲、蒽的降解为如下图所示

苯的代谢第14页，课件共24页，创作于2023年2月萘的代谢第15页，课件共24页，创作于2023年2月菲的代谢第16页，课件共24页，创作于2023年2月蒽的代谢第17页，课件共24页，创作于2023年2月酚也是先被氧化为邻苯二酚，这样各类芳香烃在降解的后半段是相同的，可表示如下第18页，课件共24页，创作于2023年2月提问：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二、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。第19页，课件共24页，创作于2023年2月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？第20页，课件共24页，创作于2023年2月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。第21页，课件共24页，创作于2023年2月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。第22页，课件共24页，创作于2023年2月B．洗涤剂的降解机理第23页，课件共24页，创作于2023年2月蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、腈化物、硝基化合物等。（一）蛋白质的转化水中来源：

生活污水、屠宰废水、罐头食品加工废水、制革废水等1．降解蛋白质的微生物好