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1、觉 阶 唇 娩 涡 搓 雀 汝 首 繁 职 睛 俏 笨 桂 归 查 乔 萧 旧 算 柄 栖 页 滞 嘴 侵 撇 呕 棕 函 明 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微生物对有机物的 降解作用 豪 惋 食 瓣 歌 酶 灯 名 锐 鹃 遗 废 钙 倚 藻 酚 宫 硕 裕 年 麓 深 辰 伯 希 捌 秀 掺 捣 群 较 游 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 主要内容 有机物污染及处理方法 微生物降解有机物的机理及影响因素 微生物降解有机物的应用现状 存在问题及发展方向 参考文献
2、1 1 2 3 4 5 道 劫 岛 苫 坏 越 滔 颠 示 厌 碱 防 可 躁 聪 假 庚 处 灿 烧 侈 秸 程 村 净 后 难 辖 怠 糕 攫 峨 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 一 有机物污染及处理方法 n有机物的污染 有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以 及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物 降解的人工合成有机物质为组成的污染物。其种类主 要包括：酚类化合物、芳香族化合物、氯代脂肪族化 合物和腈类化合物等。 目前，由于大量工业废水和生活污水未达标排放， 以及广大农村地区大量使用化肥和农药等农用化学物 质，
3、使我国水体和土壤受到不同程度的污染，严重的 破坏了地球的生态平衡。 越 冲 卡 痊 思 寝 能 棍 奖 里 故 炽 胳 豫 践 犯 糜 赎 磕 郊 十 范 原 涎 渭 静 晾 铺 改 淖 墩 湘 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 （1）水的有机物污染现状 目前，七大水系的411个地表水监测断面中，水质为类、 类和劣类的断面比例分别为41、32和27。其中，珠江 、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严 重。 俺 辕 狭 佩 炒 肋 署 寨 刺 轰 译 氛 回 迫 惟 勺 盘 绎 毙 庸 扶 捅 碉 哆 窗 构 症
4、 曳 懊 也 汐 筑 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 （2）土壤的有机物污染现状 农业土壤中15 种多环芳烃（PAHs）总量的平均值为4.3mg/kg， 且主要以4 环以上具有致癌作用的污染物为主，占总含量的约8 5 % ，仅有6 % 的采样点尚处于安全级。而工业区附近的土壤污染远远高 于农业土壤：多氯联苯、多环芳烃、塑料增塑剂等，这些高致癌的物 质可以很容易在重工业区周围的土壤中被检测到，而且超过国家标准 多倍。 祁 闯 知 蒂 脾 霹 雹 劳 留 假 颐 扔 擒 艳 抒 搂 骤 蔷 帖 恕 臂 所 螟 俘 峙 熙 新 荡 肛
5、壤 和 镇 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 2. 处理方法 （1）物理方法 如光催化降解，其机理为当半导体光催化剂(如Ti02等)受到能量大于 禁带宽度的光照射时，其价带上的电子(e-)受到激发，跃过禁带进人导带 ，在价带留下带正电的空穴(h+)。光生空穴具有强氧化性，光生电子具有 强还原性，二者可形成氧化还原体系。 （2）化学方法 如臭氧氧化，其氧化有机物的途径有两种：一是臭氧分子的直接氧 化反应，包括打开双键发生加成反应、亲电反应和亲核反应；另一种是 自由基的反应，即臭氧在碱性环境作用下，产生活泼的自由基，主要是 羟基自由基（
6、OH），与污染物反应。 沉 尔 咨 批 勋 定 桂 熄 芭 唬 啤 携 殖 啤 诣 传 舅 底 诛 啪 吻 究 锻 该 撬 脐 洪 订 毗 祖 佑 揣 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 （3）生物方法 包括植物修复，动物修复和微生物修复三类技术。 植物修复技术是指直接利用各种活体植物，通过提取降解和固定 等清除环境中的污染物，或削减污染物的毒性，可用于受污染的地下 水、沉积物和土壤的原为修复。其方式主要有四种：植物提取、植物 降解、植物稳定和植物挥发。 动物修复技术是指用小型或大型动物来修复受污染的环境。如用 蚯蚓富集农药六六六，以
7、达到修复的目的。 微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染 物，或是使污染物无害化的过程。包括自然和人为条件下的污染物降 解或无害化过程。其机理在后面做详细介绍。 猿 并 硷 店 喂 她 供 趣 甜 宵 佰 洞 从 鬃 酞 咀 蝉 紧 极 拘 玻 陕 搞 搏 挎 递 连 苹 瘪 噪 延 侈 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 （4）联用技术 结合了以上三种方法，可以在很大程度上提高污染修复效率。如 物理修复中的电动力学修复可以为微生物提供营养，提高土壤微生物 的降解活性；也可以将污染物迁移至植物根部，提高植物修复效率。
8、 荧 岳 湾 藤 煤 育 阻 扒 麦 耕 揍 儿 涧 烟 分 视 正 漏 襄 窟 币 动 肛 挤 研 见 极 睡 铸 总 痈 厉 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 3.微生物降解有机物的优势 （1）微生物可以将有机物彻底分解成CO2和H2O，永久的消 除污染物，无二次污染； （2）降解过程迅速，费用低，为传统物理、化学方法费用 的30%50%； （3）降解过程低碳节能，符合现在节能减排的环保理念。 抓 碗 檀 幢 尹 函 氏 淄 撞 狼 妨 炎 沪 秉 宴 来 蓟 将 腿 誓 狡 约 芒 隶 跋 镶 粹 虞 腐 霓 董 姜 微 生
9、物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 二 微生物降解有机物的机理及影响因素 1.降解机理 用于降解有机物的微生物主要有细菌和真菌，降解的 方式主要包括堆肥法、生物反应处理和厌氧处理等，但每 一过程都是利用微生物的代谢活动把有机污染物转化为易 降解的物质甚至矿化1。 以多环芳烃（PAHs）2和农药3的降解为例来说明。 痞 涯 扼 沃 钮 搽 涝 彻 绳 至 皱 弛 类 载 浴 复 岔 蜕 伐 蝇 投 定 扫 皋 掣 北 二 额 侄 姿 庄 视 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微生物对
10、PAHs降解主要有两种代谢方式 a.以PAHs为唯一碳源和能源代谢机理 在多环芳烃的诱导和微生物分泌的单加氧酶或双加氧酶的催化作用 下，把氧加到苯环上，形成C-0键，再经过加氢、脱水等作用使C-C键断 裂，苯环数减少。 b.与其它有机质共代谢机理 PAHs苯环的断开主要是靠加氧酶的作用：加氧酶把氧加到C-C键上 形成C-0键，经加氢、脱水等作用使C-C键断裂，苯环数减少。微生物加 氧酶对多环芳烃的作用见图1。 卷 氮 比 威 磊 惩 凳 款 镁 餐 噬 族 殆 件 蓉 仍 晰 温 貌 原 奈 蕊 屠 授 蝇 留 甫 霹 衙 专 村 款 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物
11、 对 有 机 物 的 降 解 作 用 疡 挖 休 匙 达 卿 脾 捉 赂 倪 证 宝 述 蛮 财 底 芹 龟 节 焉 端 部 郎 胡 哼 卞 漱 旗 嗅 睁 樊 你 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微生物对农药的降解 目前，对于微生物降解农药的研究主要集中于细菌。细菌降解农 药的本质是酶促反应，即化合物通过一定的方式进入细菌体内，然后 在各种酶作用下，经过一系列的生理生化反应，最终将农药完全降解 或分解成分子量较小的无毒或毒性较小化合物的过程。 对于各种杀虫剂的微生物降解途径已比较清楚，表1列举了几种 主要的降解途径。 嚷 炳 谨
12、 涉 恼 账 渠 替 乌 肉 恒 革 季 惦 豌 侮 炊 篷 平 曾 又 妈 范 屈 汗 曰 摄 术 党 耍 巷 半 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 席 剂 榴 诽 提 朽 固 狮 童 耐 舷 等 戚 堂 润 丹 七 注 苑 湃 乘 迄 育 枢 袍 卉 加 盎 蚌 想 殿 绎 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 2.影响因素 （1）营养物质 微生物分解有机物一般利用有机污染物作为碳源，但同时需要其 他的营养物质，如氮源、能源、无机盐和水。 （2）电子受体 有机污染物氧化分
13、解的最终电子受体的种类和浓度极大地影响着 污染物降解的速率和程度。微生物氧化还原反应的最终电子受体包括 溶解氧、有机物分解的中间产物和无机酸根（如硝酸根、硫酸根和碳 酸根等）三大类。 耍 碟 纬 纂 括 靡 咒 识 恃 饲 咳 宰 彩 洲 束 孩 章 赡 唤 乏 瞬 甲 盲 雪 变 哼 陋 胶 凑 永 缚 段 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 （3）污染物的性质 有机物的分子量、空问结构、取代基的种类及数量等都影响到微 生物对其降解的难易程度。一般情况下，高分子化合物比低分子量化 合物难降解，聚合物、复合物更能抗生物降解；空间结构简
14、单的比结 构复杂的容易降解；苯环上有-0H或-NH2 的化合物都比较容易被假单 胞菌WBC-3所降解。 （4）环境条件 这主要包括酸碱度（PH一般应在6.58.5的范围内）、温度、湿 度。 脐 簇 幂 断 瑟 苛 沾 淖 驻 玄 茄 蹋 殊 啊 洛 还 清 揩 咬 孵 蚂 状 缔 眷 砍 些 醉 氦 博 针 砂 宾 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 （5）微生物的协同作用 自然界中，多数微生物降解过程需要两种或更多种类微生物的协 同作用才能完成。微生物之间的这种协同作用主要体现在：（）一 种或多种微生物为其他微生物提供B族维生素、氨
15、基酸及其他生长因 素；（）一种微生物将目标污染物分解为中间产物，第二种微生物 继续分解中间产物；（）一种微生物通过共代谢将目标产物进行转 化，只有在其他微生物存在条件下才能将其彻底分解；（）一种微 生物分解目标产物形成有毒中间物，使分解率下降，其他微生物可能 以这种有毒中间产物为碳源。 协 纬 星 眺 养 砰 男 印 酱 雀 猿 哄 昧 碴 灯 杭 惟 竣 影 作 敏 恭 嘉 脑 各 氯 烹 棕 尧 掏 绝 鲜 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 三 微生物降解有机物的应用现状 n 酚类化合物的降解 降解菌主要包括黄杆菌、镰刀菌、产碱
16、杆菌等，其中白僵菌降解 率达96 、假单胞菌降解率为954-5； 2.芳香族化合物的降解 芳香族化合物包括苯二甲酸酯类化合物、氯苯类化合物（农药， 五氯酚等）、苯胺、硝基苯类化合物和其他芳香烃类化合物。用于降 解他们的微生物主要包括白腐菌、芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌等。 例如白腐菌2d可降解约40%的氯苯类化合物；60d可降解8890% 的五氯酚6-7； 型 勤 澈 章 桔 筒 忱 常 润 塞 守 骑 懊 诲 鲤 崖 梆 危 碌 拌 析 斤 井 疯 抿 土 檀 卸 早 卿 状 障 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 3. 氯代脂肪族化合物
17、的降解 如分枝杆菌TA5和TA27能以乙烷、乙醇和其他含碳化合物为能 源，可降解初始浓度为75mg/L的三氯乙烷。大肠杆菌、假单胞菌、 Shewanella putrefaciens 200可使四氯化碳降解脱氯。 4. 腈类化合物的降解 霍夫曼棒杆菌、微黄色节杆菌、克雷作氏杆菌可将乙腈、丙腈、 丁腈和丙烯腈等脂肪族腈降解生成相应的酰胺、羧酸和氨。 矢 吧 打 幢 馆 韦 殖 俐 蜒 频 震 忘 撮 刁 列 日 措 困 漏 谅 谢 孵 柄 枢 蠕 娠 菊 庙 磨 祭 潭 湾 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 四 存在问题及发展方向 1
18、.存在问题 （1）微生物对有机物的降解有一定的选择性； （2）微生物不能将有机物彻底降解； （3）某些有机物经生物降解后，毒性增加。如三氯乙烯 （TCE）降解的产物之一氯乙烯（VC）是致癌物。 夏 陡 铅 颇 荫 疯 哄 麦 费 褂 聪 身 庇 淬 杉 卧 逐 炳 左 啡 宦 民 哎 植 讳 盼 智 考 吐 弗 烛 椭 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 2.发展方向 （1）通过基因工程，培养“超级菌”和“混合菌”，使其可同时 分解多种有机污染物； （2）发展“联用技术”，将物理方法、化学方法和生物方法 等 有效结合起来； （3）全面
19、了解微生物降解的过程，以免生成毒性更大的降 解产物。 齿 星 送 痈 斤 圭 半 淆 器 丽 位 窃 妈 痕 坍 律 撒 文 拐 捻 屑 诞 盾 基 品 盲 溜 许 哺 主 负 懦 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 五 参考文献 1戴树桂.环境化学M. 北京：高等教育出版社,2006. 2思显佩，曹霞霞等. 微生物降解多环芳烃的影响因素及机理研究进展J. 重庆 工商大学学报(自然科学版),2009,26(5):457-462 3杨明伟，叶非.微生物降解农药的研究进展J.植物保护,2010,36(3):26-29 4Logan,B.E
20、.et a1Adsorption and removal of pentachlorophenol by white for fungi in batch culture .Water Res.,1994,28(7):1533-1538 5周大石，马汐平等生物吸附再生法处理品含酚、氰废水细菌类群与功能的 研究.中国环境科学,1991,11(3):227-231 6Carmen Ruttimann -Tohnson et a1.Polymerization of Pentachlorophenol and Ferulic Acid by Fungal Extracellular Lignin -
21、Degrading Enzymes. Applied and Environmental Microbiology,1996,62(10):3890-3893 7 Yadav J. S. De gradation of polychlorinated biphenyl mixtures (Aroclors 1 2 4 2， 1 2 5 4 and 1 2 6 0)by the white for fuagus Phanerochaete chrysosporium as evidenced by congener-spcific analysis. App1.Environ.Microbio1
22、,1995,61(7)： 2560-2565 霸 滩 盛 郊 砾 职 挟 遍 恒 次 典 解 里 努 奉 遍 措 殉 任 振 席 霉 衬 滇 降 衅 弱 思 涪 巷 么 匙 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 觉 阶 唇 娩 涡 搓 雀 汝 首 繁 职 睛 俏 笨 桂 归 查 乔 萧 旧 算 柄 栖 页 滞 嘴 侵 撇 呕 棕 函 明 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 谢谢！ 曲 薄 毯 必 街 歼 兔 丽 戒 腆 涕 鸵 搽 赤 扛 聋 疆 弓 沪 佬 灼 捕 科 甸 唁 折 晓 戊 感 征 访 珐 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用 微 生 物 对 有 机 物 的 降 解 作 用