第8章环境工程微生物课件.pptVIP

第二章 微生物在环境物质循环中的作用 第一节　碳循环 一、二氧化碳的固定—碳的有机化 二氧化碳固定是二氧化碳还原到碳水化合物的生化反应过程，这主要是通过光合作用来实现的。光合作用是地球上最重要的生物学过程之一，其实质是转化光能为化学能，把空气中的二氧化碳还原为细胞有机碳。能进行光合作用的细菌统称为光合细菌（photosynthetic bacteria，缩写PSB）。 ★光合细菌的类群和特性 按光合细菌所含光合色素系统的不同，分为紫色细菌、绿色细菌和蓝细菌。 紫硫细菌 绿硫细菌 紫硫、绿硫细菌代谢方式 光照 CO2 + H2S → [CH2O]（糖） + H2O + 2S↓ 菌绿素（与叶绿素大同小异） 二、含碳化合物分解转化 糖类 脂类（石油） 蛋白质 人工合成的有机化合物 1．纤维素的转化 分子结构：葡萄糖高聚物，每个纤维素分子含1400~10000个葡萄糖基（β-1,4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。 2）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。 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。 1）分解过程 好氧分解 EMP途径 聚糖酶 （ATP/CO2 + H2O） 半纤维素 单糖 + 糖醛酸 H2O 各种发酵产物 厌氧分解 2）分解微生物 分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素 细菌:芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌 霉菌:根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉 放线菌 4. 淀粉的转化 含淀粉废水：酿洒废水、印染废水、发酵废水等 1）分解淀粉的微生物 细菌：枯草芽孢杆菌 真菌：根霉、曲霉 放线菌 2）淀粉的分解途径 5．木质素的转化 自然界中哪些微生物能够进行木质素的降解呢？ （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 （三）石油的转化 提问：什么是石油？ 石油是含有烷烃（直链和支链）、环烷烃（多数是烷基环戊烷、烷基环己烷）、芳香烃（多数是烷基苯）及少量非烃化合物（硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩、环烷酸、酚、吡啶、吡咯、喹啉和胺类）的复杂混合物。 石油污染主要出现在采油区和石油运输事故现场以及石化行业的工业废水中。 A．链长度 链中等长度（C10~C24）＞链很长的（C24以上）＞短链 B．链结构 直链 ? 支链 不饱和 ? 饱和 烷烃 ? 芳烃 2．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 3．石油的降解机理 A．链烷烃的降解 + O2 R-CH2- CH2-CH3 R- CH2-CH2-COOH β-氧化 CO2 + H2O CH3-COOH + R-COOH B．无支链环烷烃的降解 以环己烷为例 C．芳香烃的降解 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。 苯的降解 菲的代谢 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：