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1、第八章第八章 微生物对污染物微生物对污染物的降解与转化的降解与转化生物降解生物降解指由生物对污染物进行的分解或降解。指由生物对污染物进行的分解或降解。降解降解将复杂有机物分解为简单物质的过程。将复杂有机物分解为简单物质的过程。终极降解终极降解微生物把有机物分解产生无机物微生物把有机物分解产生无机物CO2和和 H2O的过程。的过程。第一节 有机污染物的生物降解可生物降解性可生物降解性复杂有机物在微生物作用下复杂有机物在微生物作用下 分解为简单物质的可能性。分解为简单物质的可能性。依可生物降解性的大小可将所有的物质范围：依可生物降解性的大小可将所有的物质范围：可生物降解性物质；如淀粉、蛋白质可生物
2、降解性物质；如淀粉、蛋白质难生物降解性物质；如纤维素难生物降解性物质；如纤维素不可生物降解性物质；尼龙、塑料不可生物降解性物质；尼龙、塑料一、微生物降解与转化污染物的巨大潜力一、微生物降解与转化污染物的巨大潜力产生诱导酶产生诱导酶,具新的代谢功能；具新的代谢功能；形成新的突变种（自发诱变、诱变突变、）；形成新的突变种（自发诱变、诱变突变、）；降解性质粒利用降解性质粒利用组建超级菌组建超级菌5.5.共代谢共代谢共代谢共代谢微生物处在能生长的基质中时，同微生物处在能生长的基质中时，同时能将原来不能利用的物质氧化的现象。时能将原来不能利用的物质氧化的现象。共代谢的方式：共代谢的方式：依靠其他物质提供
3、能量；依靠其他物质提供能量；依靠依靠其他微生物的协同作用；其他微生物的协同作用；先经相似物诱导产先经相似物诱导产生诱导酶，使污染物得以降解。生诱导酶，使污染物得以降解。二、有机污染物生物降解性的测定方法及意义二、有机污染物生物降解性的测定方法及意义（一）可生物降解性测定方法有：（一）可生物降解性测定方法有：1、耗氧量测定：、耗氧量测定：通过用瓦氏呼吸仪测定的耗氧量可以计算通过用瓦氏呼吸仪测定的耗氧量可以计算3个指标：个指标：生物氧化率耗氧量与其理论完全需氧量之比。生物氧化率耗氧量与其理论完全需氧量之比。受降解条件的影响受降解条件的影响呼吸曲线呼吸曲线耗氧量耗氧量耗氧量耗氧量v生化呼吸线位于内源
4、呼吸线之上，说明该有机物可能被微生物氧化分解。两条呼吸线之间的距离越大，说明该有机物的生物降解性越好 v两条线基本重合，说明该有机物不能被微生物氧化分解，但对微生物的生命活动无抑制作用 v生化呼吸线位于内源呼吸线之下，说明该有机物对微生物产生了明显的抑制作用。v生化呼吸线越接近横坐标，表明毒害越大，此时细菌已几乎停止呼吸，濒于死亡 n n相对耗氧速率有外源物质存在时，单位生物量相对耗氧速率有外源物质存在时，单位生物量在单位时间内的耗氧量与内源呼吸的耗氧速率之比。在单位时间内的耗氧量与内源呼吸的耗氧速率之比。a.a.底物无毒，但不能被微生物所利用。底物无毒，但不能被微生物所利用。b.b.底物无毒
5、，能被微生物所利用。底物无毒，能被微生物所利用。c.c.底物有毒，可被微生物利用，底物有毒，可被微生物利用，但但在在浓浓度度较较高高的的情情况况下下对对微微生生物物发发生生抑制作用。抑制作用。d.底物有毒，不能被微生物所利用。底物有毒，不能被微生物所利用。2 2、BOD5/CODCrBOD5/CODCr 0.45，生化性较好；，生化性较好；0.30，可生化；，可生化；0.30，较难生化；，较难生化；（但如果（但如果BOD5较高，仍可采用生化方法）较高，仍可采用生化方法）0.25，不宜生化。，不宜生化。3、降解实验、降解实验 接种微生物后，通过一定时间的培养，培养液中污染物含接种微生物后，通过一
6、定时间的培养，培养液中污染物含量的减少与原始浓度之比即为降解率。量的减少与原始浓度之比即为降解率。（1 1）淀粉水解试验）淀粉水解试验A A、实验材料：、实验材料：淀粉培养基、碘液淀粉培养基、碘液B B、实验方法、实验方法 倒培养基倒培养基接种接种培养培养滴碘液滴碘液观察观察-（2 2）油脂水解试验）油脂水解试验A A、实验材料：、实验材料：油脂培养基油脂培养基 中性红中性红1.61.6,pH=6.8,pH=6.8（红色（红色)8.08.0（黄色）（黄色）B B、实验方法、实验方法 倒培养基倒培养基接种接种培养培养(37(37。24h)24h)观察是观察是否有红斑（阳性）否有红斑（阳性）金黄色
7、葡萄球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌或产气杆菌大肠杆菌或产气杆菌-（3 3）吲哚试验）吲哚试验A A、实验原理、实验原理 有些细菌能氧化分解蛋白胨中的色氨酸，生成吲哚，有些细菌能氧化分解蛋白胨中的色氨酸，生成吲哚，吲哚无色，但可与对二甲基氨基苯甲醛结合，生成红色吲哚无色，但可与对二甲基氨基苯甲醛结合，生成红色的玫瑰吲哚。的玫瑰吲哚。B B、实验材料：、实验材料：蛋白胨水培养基、吲哚试剂蛋白胨水培养基、吲哚试剂 C C、实验方法、实验方法 分别接种产气杆菌和大肠杆菌分别接种产气杆菌和大肠杆菌培养培养(37(37。48h)48h)加入乙醚加入乙醚1 12ml2ml振荡振荡静置静置滴滴1010滴吲哚试滴吲
8、哚试剂剂观察是否有玫瑰红色（阳性）观察是否有玫瑰红色（阳性）（二）可生物降解性研究的意义：（二）可生物降解性研究的意义：可生物降解性物质可生物降解性物质采用生物处理法；采用生物处理法；难生物降解性和不可生物降解性物质难生物降解性和不可生物降解性物质首先严格首先严格控制排放，继而改造工艺和产品结构、寻找或驯控制排放，继而改造工艺和产品结构、寻找或驯化高效微生物菌株，最后只能停止生产。化高效微生物菌株，最后只能停止生产。三、影响微生物降解与转化的因素三、影响微生物降解与转化的因素化学结构：链长、官能团、取代基、异构体。化学结构：链长、官能团、取代基、异构体。共代谢：共代谢：环境理化因素：微生物的生长条件（温度、水分、环境理化因素：微生物的生长条件（温度、水分、光照、有害物）；污染物的溶解度。光照、有害物）；污染物的溶解度。中间产物或终产物：结构变化、毒性改变。中间产物或终产物：结构变化、毒性改变。
环境工程微生物微生物对污染物的降解与转化课件
