第六章环境污染生物净化的原理.pptVIP

6.2 生物对污染的净化原理 半纤维素：在植物组织中含量很高，仅次于纤维素。半纤维素是由多种戊糖或己糖组成的大分子缩聚物。与纤维素相比，半纤维素比较容易被微生物降解。 ※ 分解半纤维素的微生物：芽孢杆菌属、无色杆菌属、假单胞菌属、链霉属、交链孢霉属、镰刀霉属、根霉属、曲霉属、木霉属、青霉属等的一些种类。 ③ 木质素 是一种高分子的芳香族聚合物。木质素的结构十分复杂，它是由以苯环为核心，带有丙烷支链组成的一种或多种芳香族化合物缩合而成，并常与多糖类结合在一起。其分解速度极其缓慢，主要由真菌中的担子菌类进行分解。通常，木质素被降解成芳香族化合物之后，再由细菌、放线菌、真菌等继续进行分解。 6.2 生物对污染的净化原理 ④ 脂类 包括脂肪、类脂和蜡脂等。被降解为甘油和脂肪酸等。 ※ 分解脂类的微生物：主要是好氧性种类。如假单胞菌、分支杆菌、无色杆菌、芽胞杆菌等。 ⊙ 烃类化合物的微生物降解 ① 烷烃类 烃类包括一大批由分子量16（甲烷）到高达1000左右的碳氢化合物。它们分别属于烷烃类、烯烃类、炔烃类、芳烃类、脂环烃类。 甲烷： ※ 分解甲烷的微生物：能氧化甲烷的微生物大多是专一的甲基营养型细菌，主要有：甲烷氧化弯曲菌、甲基孢囊菌、甲基杆菌、甲基单胞菌、甲基球菌等。 6.2 生物对污染的净化原理 ※ 降解途径： CH4→CH3OH→HCHO→HCOOH→CO2 乙烷、丙烷和丁烷：可通过某些靠甲烷生长的细菌进行共氧化，即利用甲烷作为碳源和能源，同时把乙烷、丙烷、丁烷转变成相应的酸类或酮类，它们可进一步被多种微生物降解。 高级烷烃： ※ 分解高级烷烃的微生物： A. 食油假单胞菌； B. 棒状杆菌属的一种。 R－CH3 R－CH2OH R－CHO R－COOH CH3COOH β－氧化 TCA （三羧酸循环） CO2和H2O ※ 降解途径： 6.2 生物对污染的净化原理 ② 烯烃类 烯烃类被微生物降解时，起始氧化途径有多种可能。若双键在中间部位，可能按烷烃类方式代谢；若双键在1, 2碳位时，则有3种可能: 将水加到双键上，形成醇类； 受单氧酶作用生成一种环氧化物，再氧化成一个二醇； 在分子饱和末端先发生反应。 ③ 芳烃类 如有侧链，则一般先从侧链开始分解，然后发生芳香环的氧化：引入羟基、环开裂，随后的氧化过程便与脂肪族化合物的降解类似，最后分解为CO2和H2O。各种芳烃类化合物分解的最初步骤可能各不相同，但它们往往有共同的中间产物—双酚类化合物（即儿茶酚或邻苯二酚）。 6.2 生物对污染的净化原理 β-酮己二酸 顺-顺-粘康酸 邻苯二酚 苯醌 苯酚的降解途径 6.2 生物对污染的净化原理 ④ 脂环烃类 在烃类中，脂环烃类最难为生物所降解。已知有两种假单胞菌能通过共代谢作用降解环己烷。也即它们并不能利用环己烷作为生长的碳源和能源，而是以庚烷作为碳源与能源，把环己烷共氧化为环己醇。环己醇又能被另一种微生物—球形诺卡氏菌以及许多其他微生物所降解。 6.2 生物对污染的净化原理 ⊙ 人工合成有机化合物的微生物降解 ① 农药 农药的种类主要有有机氯（如DDT、毒杀酚）、有机磷（如乐果）、有机氮（如杀虫脒）、有机硫农药（如敌克松）。其中以有机氯农药问题最大，最具危险性。 有机氯农药：多为疏水性，高脂溶性，结构稳定，不易为生物体内的酶系所降解。在土壤中降解一半所需的时间甚至达几年、几十年。 有机磷和有机氮农药：一般都是水溶性，因此在环境中容易受到生物和非生物的降解，在土壤中残留时间只有几天或几周。但已发现有些有机氮、有机磷农药分解的中间产物，在环境中不易降解，残留时间长。 6.2 生物对污染的净化原理 ② 合成洗涤剂 降解特性：能在环境中较快地被转化、去除。从土壤、污水和生物污泥中分离到能以表面活性剂为唯一碳源和能源的微生物，主要是假单胞菌、邻单胞菌、黄单胞菌、产碱杆菌、微球菌等。 合成洗涤剂的种类：合成洗涤剂的基本成分是表面活性剂。根据它在水中的电离性状可分为阴离子型、阳离子型、非离子型与电解质型四类。我国现在主要的产品是阴离子型的烷基苯磺酸钠型洗涤剂。 早期应用的表面活性剂多为支链型，即硬型烷基苯磺酸纳，简称ABS，有许多支链，它不易为微生物降解。 目前应用的是软型烷基苯磺酸盐（LAS），不带支链或仅带一个支链。降解速度大大提高，在条件适宜的情况下，一周内可降解90%以上。 6.2 生物对污染的净化原理 ABS—硬型烷基苯磺酸钠（带支链） LAS—软型烷基苯磺酸盐（不带支链） 6.2 生物对污染的净化原理