微生物对污染物的降解和转化.ppt

1、第二章 微生物对污染物的降解和转化,第三节 微生物分解有机污染物的巨大潜力,一、代谢类型多,自然界全部有机物几乎都能被生物降解 目前，已知的环境污染物达数十万种之多，其中大量的是有机物。 所有的有机污染物可根据微生物对它们的降解性分为：可生物降解、难生物降解和不可生物降解三类。 几乎所有自然界存在的有机物都能被微生物所分解。 例如，对生物毒性很大的甲基汞：Pseudomonas K62，一种抗汞菌，分解为元素汞。,二、变异性强,许多微生物获得了降解人工合成大分子物的能力； 人工合成有机物的化学稳定性很高。 由于微生物很强的变异性，使其对人工合成有机物的难降解发展成可降解。 生态系统的分解者在环

2、境污染的压力下，每时每刻都在发生变异。,三、共代谢作用,拓展了微生物对难降解有机污染物的作用范围；,四、有机物结构与可生物降解性能的关系,1.烃类化合物： 链烃比环烃易分解；直链比支链烃易分解；不饱和烃比饱和烃易分解。 2.主链结构： 主链中含有O、N、S元素时抗生物氧化能力强。 3.碳氢键： 4级碳原子比含有一个或一个以上C-H键的碳原子抗生物氧化能力强。,通过改变有机污染物的结构，提高其生物可降解性,4.官能团的数量和性质： 苯（难）与苯酚、苯胺； 五氯酚、间氯酚（难）与一氯酚、邻氯酚、对氯酚；（卤代作用，间位取代） 一级醇、二级醇与三级醇（难）。 5.分子量的影响 大分子比小分子抗生物降

3、解能力强 例硬型烷基苯磺酸钠（ABS）减少支链、去除4级碳原子，变为软型烷基苯磺酸钠（LAS），可生物降解性能提高（前者1个月降解20-30%，后者1周去除90%）,四、有机物结构与可生物降解性能的关系,第四节 有机污染物生物降解性的测定方法,1.测定生物氧化率：,以活性污泥为测定用微生物，以单一被测定有机物为底物，在瓦氏呼吸仪上检测其耗氧量，与该底物完全氧化的理论需氧量之比，为被测定化合物的生物氧化率。 生物氧化率高，则该化合物易于生化降解。,2.测呼吸线：,测定基质的好氧曲线，把微生物对基质的生化呼吸线与其内源呼吸线相比较来评价机制的生物降解性。,内呼吸线与生化呼吸线： 活性污泥微生物处于

4、内源呼吸时，以微生物自身细胞物质为基质，耗氧量与时间呈直线关系，称“内呼吸线”； 当存在外源物质作为微生物代谢基质时，耗氧量与时间关系为特征曲线，称“生化呼吸线”,2.测呼吸线：,（1）该有机物或废水可被微生物氧化分解； （2）该有机物或废水不能被微生物氧化分解，但对微生物的生命活动没有抑制作用； （3）该有机物或废水对微生物产生了抑制作用。,3.测定相对好氧速率曲线,相对耗氧速率：外源基质存在时，单位生物量在单位时间内耗氧量与其内源耗氧量之比为“相对耗氧速率”。 不同基质浓度与相对耗氧速率关系曲线体现化合物的可生化降解性。,使用CODcr作为氧化剂，除部分长链脂肪族化合物、芳香族化合物和吡啶

5、等含N杂环化合物不能被氧化外，其它大部分有机物（80-100%）都能被氧化。 通常认为，CODcr表征废水中的全部有机物。,4.测BOD5与CODcr之比（重要）,4.测BOD5与CODcr之比（重要）,一般较低浓度有机物废水： BOD5/CODcr0.45：生化性较好； BOD5/CODcr0.30：可生化降解； BOD5/CODcr0.30：生化性较差； BOD5/CODcr0.25：较难生化降解。 对于高浓度有机物废水 即使BOD5/CODcr0.25，BOD5浓度仍较高，可生化降解，但CODNB高，处理后COD去除率不好。,5.测COD30：,推测废水可生化降解性能和经生化处理后的最高COD去除率。,6.培养法：,通过模拟生物处理实验，评价可生化降解性。,思 考 题,1 污染