微生物对污染物的降解与PPT课件.ppt

第七章 微生物对污染物的降解与转化 1 1第一节 概 述一、生物降解与生物转化的概念生物降解生物降解(biodegradation)：复杂有机化合物在：复杂有机化合物在微生物作用下转变成结构较简单化合物或被完全微生物作用下转变成结构较简单化合物或被完全分解的过程。分解的过程。生物转化生物转化(biotransformation或或bioconversion)：通过微生物代谢导致有机或无机化合物的分子：通过微生物代谢导致有机或无机化合物的分子结构发生某种改变、生成新化合物的过程。结构发生某种改变、生成新化合物的过程。2 2二、微生物降解与转化的巨大潜力微生物个休小、繁殖迅速、比表面大、种类多、代微生物个休小、繁殖迅速、比表面大、种类多、代微生物个休小、繁殖迅速、比表面大、种类多、代微生物个休小、繁殖迅速、比表面大、种类多、代谢类型多样、分布广泛、谢类型多样、分布广泛、谢类型多样、分布广泛、谢类型多样、分布广泛、潜在的降解转化污染物能力潜在的降解转化污染物能力潜在的降解转化污染物能力潜在的降解转化污染物能力适应性适应性适应性适应性 自发突变自发突变自发突变自发突变 形成诱导酶：降解性质粒控制形成诱导酶：降解性质粒控制形成诱导酶：降解性质粒控制形成诱导酶：降解性质粒控制3 3已发现多种微生物对合成有机物的降解作用酚类已发现降解细菌有30个属，66种卤素有机物降解细菌有27个属，40种合成含氮有机物降解细菌有18个属，36种合成表面活生剂降解细菌有18个属，43种石油烃类降解细菌有100多个属，200多种4 4三、有机污染物的可生物降解性三、有机污染物的可生物降解性（一）可生物降解性：化合物被生物降解的可能性及其难易程度。（一）可生物降解性：化合物被生物降解的可能性及其难易程度。（一）可生物降解性：化合物被生物降解的可能性及其难易程度。（一）可生物降解性：化合物被生物降解的可能性及其难易程度。1.1.可生物降解物质可生物降解物质可生物降解物质可生物降解物质：单糖、蛋白质、淀粉、核糖等降解快的物质单糖、蛋白质、淀粉、核糖等降解快的物质2.2.难生物降解物质：难生物降解物质：难生物降解物质：难生物降解物质：纤维素、农药、烃类、降解慢的一类物质纤维素、农药、烃类、降解慢的一类物质3.3.不可生物降解物质：不可生物降解物质：不可生物降解物质：不可生物降解物质：塑料、尼龙、腈纶、涤纶、聚酯、氟里昂、塑料、尼龙、腈纶、涤纶、聚酯、氟里昂、多环，杂环芳烃、高聚物等多环，杂环芳烃、高聚物等有机污染物的分解途径：光分解、化学分解和生物分解有机污染物的分解途径：光分解、化学分解和生物分解 5 5持久性有机污染物持久性有机污染物人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链累积人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链累积人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链累积人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链累积,并对人类并对人类并对人类并对人类健康及环境造成有害影响的化学物质健康及环境造成有害影响的化学物质健康及环境造成有害影响的化学物质健康及环境造成有害影响的化学物质(Persistentorganic(Persistentorganicpollutantspollutants，POPs)POPs)。20012001年年年年5 5月签署月签署月签署月签署“关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约”禁止或限制的禁止或限制的禁止或限制的禁止或限制的1212种对人体健康和自然环境特别有害的种对人体健康和自然环境特别有害的种对人体健康和自然环境特别有害的种对人体健康和自然环境特别有害的POPsPOPs：灭蚁灵、滴滴涕、呋喃、二恶英、异狄氏剂、艾氏剂、氯丹、狄灭蚁灵、滴滴涕、呋喃、二恶英、异狄氏剂、艾氏剂、氯丹、狄灭蚁灵、滴滴涕、呋喃、二恶英、异狄氏剂、艾氏剂、氯丹、狄灭蚁灵、滴滴涕、呋喃、二恶英、异狄氏剂、艾氏剂、氯丹、狄氏剂、七氯、六氯化苯、多氯联苯、毒沙芬。氏剂、七氯、六氯化苯、多氯联苯、毒沙芬。氏剂、七氯、六氯化苯、多氯联苯、毒沙芬。氏剂、七氯、六氯化苯、多氯联苯、毒沙芬。6 6抗生物降解的原因抗生物降解的原因不存在降解抗生物降解分子的酶系不存在降解抗生物降解分子的酶系不存在降解抗生物降解分子的酶系不存在降解抗生物降解分子的酶系 对细胞的不可透过性对细胞的不可透过性对细胞的不可透过性对细胞的不可透过性 酶的活性中心与基质特定部位的不可接近性酶的活性中心与基质特定部位的不可接近性酶的活性中心与基质特定部位的不可接近性酶的活性中心与基质特定部位的不可接近性 不能对必要的酶进行诱导不能对必要的酶进行诱导不能对必要的酶进行诱导不能对必要的酶进行诱导 共代谢共代谢共代谢共代谢 环境因素环境因素环境因素环境因素 基质的生物有效性基质的生物有效性基质的生物有效性基质的生物有效性 阈值阈值阈值阈值7 7（二）可生物降解性的测定（二）可生物降解性的测定1.1.1.1.基质的可生物氧化率：基质的可生物氧化率：基质的可生物氧化率：基质的可生物氧化率：（待测物）基质完全彻底（待测物）基质完全彻底（待测物）基质完全彻底（待测物）基质完全彻底氧化所应消耗的理论需氧量与微生物分解基质所氧化所应消耗的理论需氧量与微生物分解基质所氧化所应消耗的理论需氧量与微生物分解基质所氧化所应消耗的理论需氧量与微生物分解基质所消耗氧量的比值。消耗氧量的比值。消耗氧量的比值。消耗氧量的比值。微生物的耗氧量可应用瓦勃(Warburg)呼吸仪测定，通过测压计测知释放出CO2量或消耗O2量，从而测得可生物降解率基质氧化率基质氧化率=微生物分解基质生物好氧量微生物分解基质生物好氧量基质完全氧化好氧量基质完全氧化好氧量100%100%8 82.基质的生化呼吸曲线耗氧曲线 基质呼吸线，投价机制后微生物的好氧情况。内源呼吸线，在不投加基质的条件下，微生物处于内源呼吸状态时利用细胞体内物质作营养呼吸耗氧随时间变化的曲线。9 91 1 1 1）土土土土壤壤壤壤消消消消毒毒毒毒实实实实验验验验此此此此法法法法适适适适用用用用于于于于新新新新开开开开发发发发农农农农药药药药可可可可生生生生物物物物降降降降解解解解性的评定。性的评定。性的评定。性的评定。2 2 2 2）培养液中降解试验）培养液中降解试验）培养液中降解试验）培养液中降解试验 通过测定色度、浊度、通过测定色度、浊度、通过测定色度、浊度、通过测定色度、浊度、CODCODCODCOD、BODBODBODBOD或其它指标全面评价或其它指标全面评价或其它指标全面评价或其它指标全面评价试验可生化性。试验可生化性。试验可生化性。试验可生化性。3.微生物降解试验微生物降解试验10104.其它方法与指标1 1）由由于于生生物物对对有有机机物物的的呼呼吸吸作作用用的的本本质质是是脱脱氢氢，所所以以可可利利用用脱脱氢氢酶酶活活性性作作为为微微生生物物分分解解污污染染物物的的指指标标。若若培培养养液液中中微微生生物物脱脱氢氢酶活性增加，则说明对试验物有降解性。采用比色法测酶活性。酶活性增加，则说明对试验物有降解性。采用比色法测酶活性。2 2）生生物物体体内内的的ATPATP（三三磷磷酸酸腺腺苷苷）含含量量与与生生物物数数量量及及活活性性呈呈正正相相关。通过测关。通过测ATPATP量作微生物分解利用污染物的指标。量作微生物分解利用污染物的指标。3 3）同同位位素素检检测测：有有机机物物彻彻底底分分解解结结果果放放出出COCO2 2，可可利利用用放放射射性性1414C C标标记记待待测测污污染染物物中中释释放放的的1414COCO2 2计计算算其其回回收收率率，从从而而评评定定该该污污染染物物生物降解性。生物降解性。1111四、微生物降解污染物的一般途径四、微生物降解污染物的一般途径(一）一）一）一）矿化作用：有机污染物在一种或多种微生物的利用下彻底分矿化作用：有机污染物在一种或多种微生物的利用下彻底分矿化作用：有机污染物在一种或多种微生物的利用下彻底分矿化作用：有机污染物在一种或多种微生物的利用下彻底分解成解成解成解成CO2CO2、水和简单的无机化合物的过程。、水和简单的无机化合物的过程。、水和简单的无机化合物的过程。、水和简单的无机化合物的过程。(二）共代谢作用：有些合成的化合物不能被微生物降解，但若有二）共代谢作用：有些合成的化合物不能被微生物降解，但若有二）共代谢作用：有些合成的化合物不能被微生物降解，但若有二）共代谢作用：有些合成的化合物不能被微生物降解，但若有另一种可供碳源和能源的辅助基质存在时，它们则可被部分降解。另一种可供碳源和能源的辅助基质存在时，它们则可被部分降解。另一种可供碳源和能源的辅助基质存在时，它们则可被部分降解。另一种可供碳源和能源的辅助基质存在时，它们则可被部分降解。降解其它有机物提供能源等；降解其它有机物提供能源等；降解其它有机物提供能源等；降解其它有机物提供能源等；靠其它微生物协同作用；靠其它微生物协同作用；靠其它微生物协同作用；靠其它微生物协同作用；经别的物质诱导等。经别的物质诱导等。经别的物质诱导等。经别的物质诱导等。1212五、影响微生物降解转化的因素五、影响微生物降解转化的因素（一）（一）（一）（一）物质的化学结构物质的化学结构物质的化学结构物质的化学结构 1.1.结构的复杂程度结构的复杂程度结构的复杂程度结构的复杂程度2.2.芳香基团的数量与种类芳香基团的数量与种类芳香基团的数量与种类芳香基团的数量与种类3.3.其他修饰基团或功能基团的种类和数量其他修饰基团或功能基团的种类和数量其他修饰基团或功能基团的种类和数量其他修饰基团或功能基团的种类和数量4.4.有机碳的直连及支链组成有机碳的直连及支链组成有机碳的直连及支链组成有机碳的直连及支链组成5.5.分子链上的元素组成分子链上的元素组成分子链上的元素组成分子链上的元素组成（二）共代谢（二）共代谢（二）共代谢（二）共代谢（三）环境物理化学因素（三）环境物理化学因素（三）环境物理化学因素（三）环境物理化学因素（四）微生物降解或转化污染物后生成的中间体或（四）微生物降解或转化污染物后生成的中间体或（四）微生物降解或转化污染物后生成的中间体或（四）微生物降解或转化污染物后生成的中间体或 终产物终产物终产物终产物1313第二节第二节微生物对有机污染物的降解微生物对有机污染物的降解一、石油烃一、石油烃一、石油烃一、石油烃二、芳香族与卤代烃类二、芳香族与卤代烃类二、芳香族与卤代烃类二、芳香族与卤代烃类三、化学农药三、化学农药三、化学农药三、化学农药 四、合成洗涤剂四、合成洗涤剂四、合成洗涤剂四、合成洗涤剂 五、化学塑料五、化学塑料五、化学塑料五、化学塑料 其它：其它：其它：其它：偶氮化合物、氰和腈、亚硝胺类、黄曲霉毒素偶氮化合物、氰和腈、亚硝胺类、黄曲霉毒素偶氮化合物、氰和腈、亚硝胺类、黄曲霉毒素偶氮化合物、氰和腈、亚硝胺类、黄曲霉毒素B1B1等。等。等。等。14141 1烃的种类烃的种类烃的种类烃的种类 长链烃（长链烃（长链烃（长链烃（C C2424以上）、中等长度烃（以上）、中等长度烃（以上）、中等长度烃（以上）、中等长度烃（C C1010CC2424）、短链烃、短链烃、短链烃、短链烃直链直链直链直链、支链支链支链支链 不不不不饱和、饱和饱和、饱和饱和、饱和饱和、饱和 烷烃、芳烃烷烃、芳烃烷烃、芳烃烷烃、芳烃链末端有季碳原子的烃以及多环芳烃极难降解链末端有季碳原子的烃以及多环芳烃极难降解一一.石油烃的降解石油烃的降解15152.烃的降解机理烃的降解机理A A链烷烃的降解链烷烃的降解链烷烃的降解链烷烃的降解 +OO2 2R-CHR-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH3 3R-CHR-CH2 2-CH-CH2 2-COOH-COOH-氧化氧化氧化氧化COCO22+H H2 2OOCHCH2 2-COOH+R-COOH-COOH+R-COOH1616B B无支链环烷烃的降解无支链环烷烃的降解无支链环烷烃的降解无支链环烷烃的降解 以环己烷为例以环己烷为例以环己烷为例以环己烷为例 通常一些微生物只能将环烷变为环己酮，另一些微生物只能将环己酮氧化开链而不通常一些微生物只能将环烷变为环己酮，另一些微生物只能将环己酮氧化开链而不能氧化环己烷，能氧化环己烷，两类以上微生物的两类以上微生物的协同作用协同作用协同作用协同作用下将污染物下将污染物彻底降解彻底降解共代谢共代谢。1717二、芳香族与卤代烃类二、芳香族与卤代烃类二、芳香族与卤代烃类二、芳香族与卤代烃类芳芳芳芳香香香香烃烃烃烃普普普普遍遍遍遍具具具具有有有有生生生生物物物物毒毒毒毒性性性性，但但但但在在在在低低低低浓浓浓浓度度度度范范范范围围围围内内内内它它它它们们们们可可可可以不同程度的被微生物分解。以不同程度的被微生物分解。以不同程度的被微生物分解。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已知降解不同芳香烃的细菌类别1818苯、萘、菲、蒽的降解为如下图所示苯、萘、菲、蒽的降解为如下图所示苯、萘、菲、蒽的降解为如下图所示苯、萘、菲、蒽的降解为如下图所示 苯的代谢苯的代谢苯的代谢苯的代谢1919萘萘萘萘的的的的代代代代谢谢谢谢2020菲的代谢菲的代谢菲的代谢菲的代谢2121蒽的代谢蒽的代谢蒽的代谢蒽的代谢2222提问：提问：为什么这些有机物难于生物降解？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微生物缺乏相应的水解酶（四）（四）人工合成的难降解有机化合人工合成的难降解有机化合物的生物降解物的生物降解难难对对于于自自自自然然然然生生生生态态态态环环环环境境境境系系统统,如如果果一一种种化化合合物物滞滞留留可可可可达达达达几几几几个个个个月月月月或或或或几几几几年年年年之之久久,或或在在人人人人工工工工生生生生物物物物处处处处理理理理系统系统系统系统,几小时或几天之内还未能被分解或消除几小时或几天之内还未能被分解或消除几小时或几天之内还未能被分解或消除几小时或几天之内还未能被分解或消除种种类类：稳稳定定剂剂、表表面面活活性性剂剂、人人工工合合成成的的聚聚合合物物、杀虫剂、除草剂以及各种工艺流程中的废品等杀虫剂、除草剂以及各种工艺流程中的废品等。2323卤代烃卤代烃卤代烃卤代烃氯苯类氯苯类氯苯类氯苯类用用用用 途途途途：稳稳稳稳定定定定剂剂剂剂（润润润润滑滑滑滑油油油油、绝绝绝绝缘缘缘缘油油油油、增增增增塑塑塑塑剂剂剂剂、油油油油漆漆漆漆、热热热热载体、油墨等都含有）载体、油墨等都含有）载体、油墨等都含有）载体、油墨等都含有）危危危危害：害：害：害：急性中毒，是急性中毒，是急性中毒，是急性中毒，是一种致癌因子一种致癌因子一种致癌因子一种致癌因子降降降降 解解解解 菌菌菌菌：产产产产碱碱碱碱杆杆杆杆菌菌菌菌、不不不不动动动动杆杆杆杆菌菌菌菌、假假假假单单单单胞胞胞胞菌菌菌菌、芽芽芽芽孢孢孢孢杆杆杆杆菌菌菌菌以以以以及沙雷氏菌的突变体及沙雷氏菌的突变体及沙雷氏菌的突变体及沙雷氏菌的突变体通过通过通过通过共代谢共代谢完成氯苯的完全降解完成氯苯的完全降解完成氯苯的完全降解完成氯苯的完全降解。*共共代代谢谢研研究究进进展展及及其其成成果果对对环环保保的的应应用用现现状状？2424三、化学农药三、化学农药如如如如杀虫剂、除草剂等杀虫剂、除草剂等杀虫剂、除草剂等杀虫剂、除草剂等化化化化学学学学成成成成分分分分：有有有有卤卤卤卤素素素素、磷磷磷磷酸酸酸酸基基基基、氨氨氨氨基基基基、硝硝硝硝基基基基、羟羟羟羟基基基基及及及及其其其其它取代物的简单烃骨架它取代物的简单烃骨架它取代物的简单烃骨架它取代物的简单烃骨架（有机磷、有机锡、有机氯等）。（有机磷、有机锡、有机氯等）。（有机磷、有机锡、有机氯等）。（有机磷、有机锡、有机氯等）。相相相相比比比比较较较较其其其其它它它它取取取取代代代代基基基基团团团团而而而而言言言言，微微微微生生生生物物物物对对对对卤卤卤卤素素素素取取取取代代代代基基基基往往往往往往往往不不不不适适适适应应应应，因因因因而而而而随随随随着着着着卤卤卤卤素素素素取取取取代代代代基基基基数数数数量量量量的的的的增增增增多多多多，农农农农药药药药的的的的生生生生物物物物可可可可降降降降解解解解性性性性大大大大幅幅幅幅度度度度下下下下降降降降。水中来源：水中来源：水中来源：水中来源：农田土壤的灌溉水或雨水农田土壤的灌溉水或雨水农田土壤的灌溉水或雨水农田土壤的灌溉水或雨水2525微生物降解农药的途径微生物降解农药的途径1 1酶促作用酶促作用酶促作用酶促作用 1 1）酶酶酶酶促促促促作作作作用用用用需需需需先先先先经经经经诱诱诱诱导导导导产产产产生生生生特特特特殊殊殊殊酶酶酶酶而而而而后后后后才才才才能能能能使使使使农农农农药药药药降降降降解解解解，有有有有的的的的可可可可直直直直接接接接利利利利用农药作能源和碳源。用农药作能源和碳源。用农药作能源和碳源。用农药作能源和碳源。2 2）共共共共代代代代谢谢谢谢作作作作用用用用对对对对于于于于难难难难降降降降解解解解顽顽顽顽固固固固复复复复杂杂杂杂的的的的农农农农药药药药，通通通通过过过过先先先先培培培培养养养养容容容容易易易易降降降降解解解解其其其其中中中中一一一一种农药，促使对其它农药的降解作用。种农药，促使对其它农药的降解作用。种农药，促使对其它农药的降解作用。种农药，促使对其它农药的降解作用。3)3)去去去去毒毒毒毒代代代代谢谢谢谢微微微微生生生生物物物物不不不不直直直直接接接接利利利利用用用用农农农农药药药药作作作作营营营营养养养养，而而而而是是是是摄摄摄摄取取取取其其其其它它它它有有有有机机机机物物物物作作作作营营营营养养养养和和和和能源，在其中发展了为保护自身的生存解毒作用。能源，在其中发展了为保护自身的生存解毒作用。能源，在其中发展了为保护自身的生存解毒作用。能源，在其中发展了为保护自身的生存解毒作用。2 2非非非非酶酶酶酶促促促促作作作作用用用用微微微微生生生生物物物物代代代代谢谢谢谢中中中中使使使使pHpHpHpH降降降降低低低低引引引引起起起起农农农农药药药药溶溶溶溶解解解解，或或或或产产产产生生生生某某某某些些些些化化化化学学学学物物物物质质质质促促促促进农药转化。进农药转化。进农药转化。进农药转化。33微生物代谢引起农药参与系列生化反应：脱卤作用、脱烃作用、酰胺及脂的水微生物代谢引起农药参与系列生化反应：脱卤作用、脱烃作用、酰胺及脂的水微生物代谢引起农药参与系列生化反应：脱卤作用、脱烃作用、酰胺及脂的水微生物代谢引起农药参与系列生化反应：脱卤作用、脱烃作用、酰胺及脂的水解、氧化还原作用、环裂解、缩合或共轭效应等使农药逐渐降解。例对硫磷解、氧化还原作用、环裂解、缩合或共轭效应等使农药逐渐降解。例对硫磷解、氧化还原作用、环裂解、缩合或共轭效应等使农药逐渐降解。例对硫磷解、氧化还原作用、环裂解、缩合或共轭效应等使农药逐渐降解。例对硫磷的降解：的降解：的降解：的降解：2626有机磷农药的降解微生物代谢将对硫水解变成较小分子，然后进一步分解生成R-COOH、H2O、HNO3，仍可再进一步分解转化为CO2、H2S、N2等。2727四、合成洗涤剂的降解合合成成洗洗涤涤剂剂：阴阴离离子子型型、阳阳离离子子型型、非非离离子子型型、两两性性电电解解质质四大类。四大类。阴阴离离子子型型表表活活剂剂包包括括：脂脂肪肪酸酸衍衍生生物物、烷烷基基磺磺酸酸盐盐、烷烷基基硫酸酯、烷基苯磺酸盐、烷基磷酸酯、烷基苯磷酸盐等；硫酸酯、烷基苯磺酸盐、烷基磷酸酯、烷基苯磷酸盐等；阳阳离离子子型型主主要要含含氨氨基基或或季季铵铵盐盐的的脂脂肪肪链链缩缩合合物物，烷烷基基苯苯与与铵基的聚合物；铵基的聚合物；非非离离子子型型是是一一类类多多羟羟基基化化合合物物与与烃烃链链的的聚聚合合物物，脂脂肪肪烃烃与与聚乙烯酚的缩合物；聚乙烯酚的缩合物；两性电解质为脂肪酸与羧酸、磺酸的缩合物。两性电解质为脂肪酸与羧酸、磺酸的缩合物。合合成成洗洗涤涤剂剂除除基基本本成成分分为为表表面面活活性性剂剂外外，尚尚含含有有多多种种辅辅助助剂剂。如如三三聚聚磷磷酸酸钠钠、硫硫酸酸钠钠、碳碳酸酸钠钠、羟羟基基甲甲基基纤纤维维素素、荧光增白剂、香料等。荧光增白剂、香料等。全全世世界界合合成成表表面面活活性性剂剂年年产产量量20002000万万吨吨以以上上，虽虽对对水水体体污污染染造成影响，但在水体中的含量未呈明显增加造成影响，但在水体中的含量未呈明显增加2828阴离子洗涤剂阴离子洗涤剂阴离子洗涤剂阴离子洗涤剂ABSABS甲基分支干扰生物降解甲基分支干扰生物降解，链末端与，链末端与4个碳原子相连的季碳原子抗攻击的能力个碳原子相连的季碳原子抗攻击的能力更强更强。2929降解洗涤剂的微生物降解洗涤剂的微生物降解洗涤剂的微生物降解洗涤剂的微生物细细细细 菌菌菌菌假假假假单单单单胞胞胞胞菌菌菌菌、邻邻邻邻单单单单胞胞胞胞菌菌菌菌、黄黄黄黄单单单单胞胞胞胞菌菌菌菌、产产产产碱碱碱碱单单单单胞胞胞胞菌、产碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌菌、产碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌菌、产碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌菌、产碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌放线菌放线菌放线菌放线菌诺卡氏菌诺卡氏菌诺卡氏菌诺卡氏菌由由由由于于于于这这这这些些些些微微微微生生生生物物物物的的的的作作作作用用用用，虽虽虽虽然然然然每每每每年年年年排排排排放放放放入入入入环环环环境境境境中中中中的的的的洗洗洗洗涤涤涤涤剂剂剂剂数数数数量量量量逐逐逐逐年年年年递递递递增增增增，但但但但环环环环境境境境中中中中并并并并没没没没有有有有发发发发生生生生洗洗洗洗涤涤涤涤剂剂剂剂的的的的明明明明显显显显增增增增加加加加。因因因因而而而而洗洗洗洗涤涤涤涤剂剂剂剂一一一一般般般般不不不不会会会会引引引引起起起起环环环环境境境境的的的的有有有有机机机机污污污污染染染染。洗洗洗洗涤涤涤涤剂剂剂剂目目目目前前前前存存存存在在在在的的的的问问问问题题题题主主主主要要要要是是是是洗洗洗洗涤涤涤涤剂剂剂剂中中中中的的的的添添添添加加加加剂剂剂剂聚聚聚聚磷磷磷磷酸酸酸酸盐盐盐盐造造造造成成成成的的的的水水水水体体体体富富富富营营营营养养养养化化化化问问问问题题题题。3030B B洗涤剂的降解机理洗涤剂的降解机理洗涤剂的降解机理洗涤剂的降解机理3131对微生物无影响对微生物无影响（1）.土地板结土地板结（2）.被被海海鸟鸟及及海海洋洋哺哺乳乳动动物物误误食食，致致使使这这些些动动物物消消化化系系统统停停滞滞，引引起起死死亡亡。具具报报道道每每年年海海洋洋中中死死于于废废弃弃塑塑料料的的海海鸟鸟和和海海洋洋哺哺乳乳动动物，数目之多令人触目惊心。物，数目之多令人触目惊心。（3）.影响景观影响景观目目前前发发现现能能降降解解塑塑料料的的微微生生物物，种种类类很很少少，而而且且降降解解速速度度缓缓慢慢。他他们们主主要是要是细菌细菌细菌细菌、放线菌、曲霉中的某些成员放线菌、曲霉中的某些成员放线菌、曲霉中的某些成员放线菌、曲霉中的某些成员。五五.塑料的降解塑料的降解塑料在环境中积累有哪些危害？塑料在环境中积累有哪些危害？塑料在环境中积累有哪些危害？塑料在环境中积累有哪些危害？危害：白色污染危害：白色污染危害：白色污染危害：白色污染3232（1 1）限制使用不可降解塑料）限制使用不可降解塑料）限制使用不可降解塑料）限制使用不可降解塑料（2 2）开发可降解塑料）开发可降解塑料）开发可降解塑料）开发可降解塑料 光降解、高填充碳酸钙、填充淀粉、淀粉改性塑光降解、高填充碳酸钙、填充淀粉、淀粉改性塑光降解、高填充碳酸钙、填充淀粉、淀粉改性塑光降解、高填充碳酸钙、填充淀粉、淀粉改性塑料、料、料、料、化学合成或用微生物、转基因植物直接生产化学合成或用微生物、转基因植物直接生产化学合成或用微生物、转基因植物直接生产化学合成或用微生物、转基因植物直接生产可生物降解的塑料；可生物降解的塑料；可生物降解的塑料；可生物降解的塑料；*如何制造完全生物可降解塑料？有哪些种类？发展前景如何？3333六、微生物对其它污染物的降解作用 染料单体，主要有对氨基偶氮苯、对硝基苯胺、二甲胺基偶氮染料单体，主要有对氨基偶氮苯、对硝基苯胺、二甲胺基偶氮染料单体，主要有对氨基偶氮苯、对硝基苯胺、二甲胺基偶氮染料单体，主要有对氨基偶氮苯、对硝基苯胺、二甲胺基偶氮苯、甲基橙等，不易分解苯、甲基橙等，不易分解苯、甲基橙等，不易分解苯、甲基橙等，不易分解 分解偶氮化合物的微生物：酵母菌、枯草芽、孢杆菌、假单胞菌分解偶氮化合物的微生物：酵母菌、枯草芽、孢杆菌、假单胞菌分解偶氮化合物的微生物：酵母菌、枯草芽、孢杆菌、假单胞菌分解偶氮化合物的微生物：酵母菌、枯草芽、孢杆菌、假单胞菌等。等。等。等。枯草芽孢杆菌降解偶氮苯染料过程枯草芽孢杆菌降解偶氮苯染料过程枯草芽孢杆菌降解偶氮苯染料过程枯草芽孢杆菌降解偶氮苯染料过程 苯胺、对苯二胺在微生物作用下可进一步分解（氨化）（一）（一）偶氮化合物偶氮化合物3434（二）氰和腈（二）氰和腈（二）氰和腈（二）氰和腈 来源：石油工业和人造纤维工业有机腈比无机腈易为微生物降解。来源：石油工业和人造纤维工业有机腈比无机腈易为微生物降解。来源：石油工业和人造纤维工业有机腈比无机腈易为微生物降解。来源：石油工业和人造纤维工业有机腈比无机腈易为微生物降解。分解氰和腈的细菌：卡诺氏菌、腐皮镰孢霉、木霉、假单能菌等分解氰和腈的细菌：卡诺氏菌、腐皮镰孢霉、木霉、假单能菌等分解氰和腈的细菌：卡诺氏菌、腐皮镰孢霉、木霉、假单能菌等分解氰和腈的细菌：卡诺氏菌、腐皮镰孢霉、木霉、假单能菌等14141414个属计个属计个属计个属计49494949种菌。种菌。种菌。种菌。微生物可以从氰和腈中取得碳源和氮源，有的微生物甚至以之作为唯一的碳源和微生物可以从氰和腈中取得碳源和氮源，有的微生物甚至以之作为唯一的碳源和微生物可以从氰和腈中取得碳源和氮源，有的微生物甚至以之作为唯一的碳源和微生物可以从氰和腈中取得碳源和氮源，有的微生物甚至以之作为唯一的碳源和氮源。氮源。氮源。氮源。（三）亚硝胺强烈致癌作用，食品，或污泥，强烈致癌作用，食品，或污泥，污水中均能形成亚硝胺，对人类健康造成危害。污水中均能形成亚硝胺，对人类健康造成危害。光合细菌（荚膜红假单胞菌）是一种厌氧性细菌。对二甲基亚硝胺有分解作用。光合细菌（荚膜红假单胞菌）是一种厌氧性细菌。对二甲基亚硝胺有分解作用。R R1 1N NN N0 03535第三节第三节 微生物对有毒元素的转化微生物对有毒元素的转化 污染土壤的有毒元素主要来自工业废水、废渣和垃圾，冶炼和采矿工业是向环境中释放有毒 元素的主要污染源。对人畜毒害大的污染元素有汞、砷、硒、镉、铅、铬、镍、钼、锌等元 素，这些元素对生物的致毒作用有3个特点：致毒浓度如汞、镉等重金属的致毒浓度范围在1-10mg/kg以下；通过食物链积累重金属可在高营养级水平的生物体内成千万倍地富集，然后通过食物进入人体，造成慢性中毒；有些重金属通过微生物的作用可转化成毒性更强的化合物。利用微生物从土壤中吸收提取这些物质，然后集中处理，消除其污染 3636（二）微生物对重金属的抗性作用 产生硫化氢与重金属结合形成沉淀，减少浓度达到解毒的作用，产生硫化氢与重金属结合形成沉淀，减少浓度达到解毒的作用，产生硫化氢与重金属结合形成沉淀，减少浓度达到解毒的作用，产生硫化氢与重金属结合形成沉淀，减少浓度达到解毒的作用，这种机制是非专一性的；这种机制是非专一性的；这种机制是非专一性的；这种机制是非专一性的；产生大分子有机物（主要为蛋白质和核酸），与重金属结合形产生大分子有机物（主要为蛋白质和核酸），与重金属结合形产生大分子有机物（主要为蛋白质和核酸），与重金属结合形产生大分子有机物（主要为蛋白质和核酸），与重金属结合形成沉淀，减少浓度达到解毒的作用，这种机制具有很高的专一成沉淀，减少浓度达到解毒的作用，这种机制具有很高的专一成沉淀，减少浓度达到解毒的作用，这种机制具有很高的专一成沉淀，减少浓度达到解毒的作用，这种机制具有很高的专一性的，如微生物对铜、铅的抗性；性的，如微生物对铜、铅的抗性；性的，如微生物对铜、铅的抗性；性的，如微生物对铜、铅的抗性；还原作用，使重金属从毒性较高的价态还原到毒性较低的价态，还原作用，使重金属从毒性较高的价态还原到毒性较低的价态，还原作用，使重金属从毒性较高的价态还原到毒性较低的价态，还原作用，使重金属从毒性较高的价态还原到毒性较低的价态，如很多微生物可以把高毒性的如很多微生物可以把高毒性的如很多微生物可以把高毒性的如很多微生物可以把高毒性的Hg2+Hg2+Hg2+Hg2+还原为低毒性的元素还原为低毒性的元素还原为低毒性的元素还原为低毒性的元素Hg0Hg0Hg0Hg0沉沉沉沉淀于培养液低部；淀于培养液低部；淀于培养液低部；淀于培养液低部；减少吸收或增加排除，以降低细胞内的重金属浓度，如金黄色减少吸收或增加排除，以降低细胞内的重金属浓度，如金黄色减少吸收或增加排除，以降低细胞内的重金属浓度，如金黄色减少吸收或增加排除，以降低细胞内的重金属浓度，如金黄色葡萄球菌对镉（葡萄球菌对镉（葡萄球菌对镉（葡萄球菌对镉（CdCdCdCd）的抗性；）的抗性；）的抗性；）的抗性；吸附与积累，吸收重金属并在细胞表面积累，可达细胞干重吸附与积累，吸收重金属并在细胞表面积累，可达细胞干重吸附与积累，吸收重金属并在细胞表面积累，可达细胞干重吸附与积累，吸收重金属并在细胞表面积累，可达细胞干重90%90%90%90%，这种机制有两种情况，非专一性或专一性吸附与积累。，这种机制有两种情况，非专一性或专一性吸附与积累。，这种机制有两种情况，非专一性或专一性吸附与积累。，这种机制有两种情况，非专一性或专一性吸附与积累。3737