微生物与环境课件.ppt

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1、关于微生物与环境第1页，此课件共102页哦主要内容主要内容1 1 人类与环境人类与环境2 2 微生物与水体自净微生物与水体自净第2页，此课件共102页哦1 1 人类和环境人类和环境 1.1 1.1 人类环境的特点人类环境的特点1.2 1.2 环境污染环境污染物物1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康1.4 1.4 环境对人类健康影响的环境对人类健康影响的危险度评价危险度评价退退出出第3页，此课件共102页哦第4页，此课件共102页哦1.1 1.1 人类环境的特点人类环境的特点1.1.1 1.1.1 环境的组成环境的组成自然环境自然环境(natural environment)社会环境社会

2、环境(societal environment)第5页，此课件共102页哦-自然环境自然环境空间位置：海平面以下约空间位置：海平面以下约1212公里到海公里到海平面以上约平面以上约1010公里，亦称为生物圈公里，亦称为生物圈(biosphere)。1.1 1.1 人类环境的特点人类环境的特点第6页，此课件共102页哦1.1 1.1 人类环境的特点人类环境的特点原生环境原生环境/次生环境次生环境-原生环境原生环境(primitive environment)天然形成的未受到人为活动影响或影响较少天然形成的未受到人为活动影响或影响较少的自然环境（生物地球化学性疾病）的自然环境（生物地球化学性疾病）

3、第7页，此课件共102页哦1.1 1.1 人类环境的特点人类环境的特点次生环境次生环境(secondary environment)在人类活动影响下，发生了重大变化在人类活动影响下，发生了重大变化的自然环境。的自然环境。这种变化可产生有利或有害这种变化可产生有利或有害的影响，生产劳动微小次生环境的影响，生产劳动微小次生环境(生产环生产环境境)第8页，此课件共102页哦-社会环境社会环境又称社会文化环境，可直接影响健康，还可又称社会文化环境，可直接影响健康，还可以影响自然环境和人的心理环境，间接影响以影响自然环境和人的心理环境，间接影响健康。健康。1.1 1.1 人类环境的特点人类环境的特点第9

4、页，此课件共102页哦1.1.2 1.1.2 人类环境的生态平衡人类环境的生态平衡-生态系统生态系统(ecosystem)生物群落和其生存环境所构成的生物群落和其生存环境所构成的系统。系统。1.1 1.1 人类环境的特点人类环境的特点第10页，此课件共102页哦食物链食物链(food chain)food chain)一种生物被另一种生物吞食，后者再被一种生物被另一种生物吞食，后者再被第三种生物吞食，形成以食物连接起来的第三种生物吞食，形成以食物连接起来的链锁关系链锁关系 食物链对环境中物质的转移和蓄积有重食物链对环境中物质的转移和蓄积有重要作用。要作用。1.1 1.1 人类环境的特点人类环境

5、的特点第11页，此课件共102页哦1.1 1.1 人类环境的特点人类环境的特点生物富集生物富集(bio-enrichment)环境中某些有毒物质可通过食物链传播环境中某些有毒物质可通过食物链传播使浓度逐级提高使浓度逐级提高第12页，此课件共102页哦1.1.3 1.1.3 生态平衡生态平衡(ecologicalequilibrium)这是一种动态的平衡这是一种动态的平衡1.1.4 1.1.4 生态系统与人类健康生态系统与人类健康1.1 1.1 人类环境的特点人类环境的特点第13页，此课件共102页哦1.2 1.2 环境污染环境污染物物1.2.1 1.2.1 环境污染与公害环境污染与公害1.2.

6、1.1 1.2.1.1 环境污染环境污染(environmental pollution)人类排放的污染物超过了环境的自净能力，人类排放的污染物超过了环境的自净能力，使环境发生了不良变化，危害了人类的健康使环境发生了不良变化，危害了人类的健康和生存，这就是环境污染。和生存，这就是环境污染。第14页，此课件共102页哦酸 雾酸 雨 赤赤 潮潮水华水华第15页，此课件共102页哦1.2 1.2 环境污染环境污染物物1.2.1.2 1.2.1.2 公害公害(public nuisance)人为造成广泛的环境污染，严重危害居人为造成广泛的环境污染，严重危害居民健康、破坏生态。民健康、破坏生态。第16页

7、，此课件共102页哦-公害病公害病(public nuisance disease)public nuisance disease)公害造成的地区性疾病公害造成的地区性疾病 -公害事件公害事件(public nuisance incident)public nuisance incident)严重的公害可引起许多居民患病或死亡严重的公害可引起许多居民患病或死亡日本的水俣病日本的水俣病1.2 1.2 环境污染环境污染物物第17页，此课件共102页哦1.2 1.2 环境污染环境污染物物-光化学烟雾光化学烟雾(photochemical smoke)排排入入大大气气中中的的NOxNOx和和烃烃类类在

8、在强强烈烈的的太太阳阳紫紫外外线线作作用用下下，发发生生光光化化学学反反应应产产生生具具有有很很强强刺刺激激性性的的浅浅蓝蓝色色烟烟雾雾。其其主主要要成成分分为为臭臭氧氧，过过氧氧酰酰基基硝硝酸酸酯酯、醛醛类类、酮酮类类等。等。光化学烟雾第18页，此课件共102页哦1.2 1.2 环境污染环境污染物物1.2.2 1.2.2 环境污染物的来源环境污染物的来源 1.2.2.1 1.2.2.1 自然污染来源自然污染来源 1.2.2.2 1.2.2.2 人为污染来源人为污染来源生产性污染生产性污染/生活性污染生活性污染/其他污染其他污染第19页，此课件共102页哦-生活性污染生活性污染垃圾、污水、粪便

9、，室内空气污染（室内燃垃圾、污水、粪便，室内空气污染（室内燃烧产物、烹调油烟、香烟烟雾、装饰材料的烧产物、烹调油烟、香烟烟雾、装饰材料的挥发性有机物、建筑材料中的氡及空调场所挥发性有机物、建筑材料中的氡及空调场所的微生物等的微生物等)。1.2 1.2 环境污染环境污染物物第20页，此课件共102页哦1.2 1.2 环境污染环境污染物物-生产性污染生产性污染工业生产中的物理、化学因素、三废，工业生产中的物理、化学因素、三废，农业农药、化肥滥用等农业农药、化肥滥用等 -其他污染其他污染 如交通等如交通等 第21页，此课件共102页哦随着手机越来越普及，一些高分贝的个性化手机铃声逐渐成为人们的新宠，

10、然而专家指出，如果手机铃声不加以控制，就很可能成为新的污染源。手机的铃声音量均可达80分贝以上，而经积分级器测试，距1米处，手机铃声平均为76分贝，距5米仍有60分贝，如果把手机放在耳边时可达129分贝；如果2部手机同时响起距1米可达80分贝，由此可见，手机铃声的确很“吵”据专家介绍，噪声一般来说，对于睡眠的理想值是30分贝，而脑力劳动是40分贝，体力劳动理想值是70分贝，一个声音超过80、90分贝的时候就会对人的生活造成一定的影响，比如降低人的工作效率，增加人的烦恼度，它还容易引发工作场所的事故。专家说，手机铃声在公共场所频繁响动，对人们的工作、休息和交流都会造成一定干扰。为了防止手机铃声成

11、为新的污染源，专家提醒人们不要把手机铃声音量调得过大，即使在公共场所使用手机时，也要注意不要影响他人来源：生活时报2002年10月22日第22页，此课件共102页哦基因污染基因污染环保新概念环保新概念紧跟新世纪到来的脚步，大量转基因生物及其产品被推向市场。现在，人们开始对转基因生物可能对环境及人类健康等方面造成的破坏感到担忧。于是，“基因污染”这个词出现了，并开始成为人们关注的问题之一。基因工程作物中的转基因能通过花粉(风扬或虫媒)所进行的有性生殖过程扩散到其它同类作物上，这已成为事实。这是一种遗传学上称为“基因漂散”的过程。而这种人工组合的基因通过转基因作物或家养动物扩散到其它栽培作物或自然

12、界野生物种并成为后者基因的一部分，在环境生物学上则称为“基因污染”。第23页，此课件共102页哦基因工程可能产生的生态危险性问题至少有以下几个方面：1、污染自然界的生物基因库2、影响自然界的生态平衡3、污染传统作物4、污染“微生态”菌群5、能够在自然界增殖和扩散第24页，此课件共102页哦-一次污染物一次污染物 (primary pollutant)由污染源直由污染源直接排入环境，其物理和化学性状都未发生改变接排入环境，其物理和化学性状都未发生改变的污染物，称为的污染物，称为，或原发性污染物。或原发性污染物。由一次污染物造成的环境污染称由一次污染物造成的环境污染称一次污染一次污染。1.2 1.

13、2 环境污染环境污染物物第25页，此课件共102页哦-二次污染物二次污染物(secondary pollutant)一次污染物与环境中的其他物质发生反应，形一次污染物与环境中的其他物质发生反应，形成物理、化学性状与一次污染物不同的新污染物称成物理、化学性状与一次污染物不同的新污染物称为也称继发性污染物。为也称继发性污染物。由二次污染物造成的环境污染称为由二次污染物造成的环境污染称为二次污二次污染染。1.2 1.2 环境污染环境污染物物第26页，此课件共102页哦1.2.3 1.2.3 环境污染物的种类环境污染物的种类1.2.3.1 1.2.3.1 化学性污染物化学性污染物有害气体有害气体SOS

14、O2 2、COCO、NOxNOx等；重金属等；重金属HgHg、CdCd、PbPb、等；有机化合物如有机磷、有机等；有机化合物如有机磷、有机氯农药、有机溶剂等。氯农药、有机溶剂等。1.2 1.2 环境污染环境污染物物第27页，此课件共102页哦1.2 1.2 环境污染环境污染物物1.2.3.2 1.2.3.2 物理性污染物理性污染噪声、电离辐射、电磁辐射等噪声、电离辐射、电磁辐射等1.2.3.3 1.2.3.3 生物性污染物生物性污染物病原微生物，寄生虫等病原微生物，寄生虫等第28页，此课件共102页哦1.2 1.2 环境污染环境污染物物1.2.4 1.2.4 污染物在环境中的转归污染物在环境中

15、的转归1.2.4.1 1.2.4.1 污染物的迁移污染物的迁移污染物可以通过生物富集产生生物放大作用污染物可以通过生物富集产生生物放大作用1.2.4.2 1.2.4.2 污染物的转化污染物的转化污染物通过理、化或生物学的作用，转变成污染物通过理、化或生物学的作用，转变成另一种物质另一种物质 第29页，此课件共102页哦我国其它酸雨区我国其它酸雨区：1、珠江三角洲及其北部、珠江三角洲及其北部2、杭州湾杭州湾第30页，此课件共102页哦1.2 1.2 环境污染环境污染物物1.2.4.3 1.2.4.3 环境的自净环境的自净 (environmental self-purification)少量污染

16、物一时性进入环境，少量污染物一时性进入环境，可经过自然过程的作用达到自然净化。可经过自然过程的作用达到自然净化。第31页，此课件共102页哦-物理作用物理作用-化学作用化学作用-生物作用生物作用污染物经微生物作用可使有机物无机化污染物经微生物作用可使有机物无机化1.2 1.2 环境污染环境污染物物第32页，此课件共102页哦1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康 1.3.1 1.3.1 环境污染对健康影响的特点环境污染对健康影响的特点1.3.1.1 1.3.1.1 广泛性广泛性1.3.1.2 1.3.1.2 长期性长期性1.3.1.3 1.3.1.3 多样性多样性1.3.1.4 1.3.

17、1.4 复杂性复杂性第33页，此课件共102页哦1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康1.3.1.1 1.3.1.1 广泛性广泛性污染影响范围大，人口多，对象广泛污染影响范围大，人口多，对象广泛1.3.1.2 1.3.1.2 长期性长期性可长时间作用于人群，甚至终生可长时间作用于人群，甚至终生第34页，此课件共102页哦1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康1.3.1.3 1.3.1.3 多样性多样性特异性、非特异性损害，局部的、全身特异性、非特异性损害，局部的、全身的，急性、慢性的，近期、远期的，急性、慢性的，近期、远期1.3.1.4 1.3.1.4 复杂性复杂性各种因素的联合作

18、用各种因素的联合作用第35页，此课件共102页哦1.31.3.2.2 环境污染对人体健康的危害环境污染对人体健康的危害1.3.2.1 1.3.2.1 急性作用急性作用(acute effect)污染物一次大量或污染物一次大量或2424小时内多次接触机体后，小时内多次接触机体后，在短时内使机体发生急剧的毒性损害。在短时内使机体发生急剧的毒性损害。1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康第36页，此课件共102页哦1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康1.3.2.2 1.3.2.2 慢性作用慢性作用(chronic effect)chronic effect)污染物浓度较低，长期反复对机

19、体作用污染物浓度较低，长期反复对机体作用时所产生的危害。时所产生的危害。第37页，此课件共102页哦-慢性作用慢性作用毒物在体内的蓄积（物质蓄积）或由于毒物对毒物在体内的蓄积（物质蓄积）或由于毒物对机体微小损害的累积（机能蓄积）所致。机体微小损害的累积（机能蓄积）所致。慢性作用表现为慢性中毒和慢性非特异性影响慢性作用表现为慢性中毒和慢性非特异性影响1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康第38页，此课件共102页哦1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康-慢性中毒慢性中毒引起特定功能或器质性改变后出现的疾病引起特定功能或器质性改变后出现的疾病状态。状态。水俣病水俣病(Minamata

20、disease，甲基汞污染甲基汞污染)痛痛病痛痛病(Itai-itai disease，镉污染镉污染)第39页，此课件共102页哦慢性非特异性影响慢性非特异性影响 是指影响机体正常生长发育和功能，使机体的是指影响机体正常生长发育和功能，使机体的非特异免疫功能下降，导致受污染区的人群抵非特异免疫功能下降，导致受污染区的人群抵抗力下降，发病率死亡率增加等。抗力下降，发病率死亡率增加等。1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康第40页，此课件共102页哦1.3.3.3 1.3.3.3 远期作用远期作用(remote effect)-致突作用致突作用(mutagenesis)mutagenesis

21、)化学致突变物占重要地位。化学致突变物占重要地位。-致癌作用致癌作用(carcinogenesis)carcinogenesis)-致畸作用致畸作用(teratogenesis)teratogenesis)1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康第41页，此课件共102页哦1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康1.3.3.4 1.3.3.4 间接效应间接效应-温室效应温室效应(greenhouse effect)燃料燃烧产生大量燃料燃烧产生大量COCO2 2，使大气中使大气中COCO2 2含量增加，含量增加，COCO2 2能吸收红外线等长波辐射，使气温变暖，并能吸收红外线等长波辐射，

22、使气温变暖，并妨碍地面散热，致地球表面气温上升。妨碍地面散热，致地球表面气温上升。第42页，此课件共102页哦1.3.4 1.3.4 臭氧层的破坏臭氧层的破坏臭氧层能吸收短波紫外线。臭氧层能吸收短波紫外线。由于人类大量生产与使用氯氟烃由于人类大量生产与使用氯氟烃(chlorofluorocarbons,氟利昂，氟利昂，CFCs)。接触过量的短波紫外线可使皮肤癌和白内障接触过量的短波紫外线可使皮肤癌和白内障等发病增加。等发病增加。1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康第43页，此课件共102页哦在离地面在离地面10105050公里的大气平流层中，公里的大气平流层中，集中了大气中约集中了大气

23、中约9090的臭氧，的臭氧，这一层大气层称为臭氧层。这一层大气层称为臭氧层。臭氧由三个氧原子组成，而且臭氧由三个氧原子组成，而且非常稀少；非常稀少；1 1千万个大气分子千万个大气分子中只有三个臭氧分子。中只有三个臭氧分子。第44页，此课件共102页哦这层薄薄的臭氧有效遮挡住阳光中有害的紫外线,臭氧层就象撑在空中的一把伞，保护着地球上的生灵免遭短波紫外线的伤害.一九二八年，CFCs(氟氯氟烃)这种“神奇气体”被发明，并在商业上得以广泛的应用。CFCs不溶于水，径直上升至平流层，正在把臭氧层吃光随着臭氧层的破坏，越来越多的短波辐射透射到地球表面第45页，此课件共102页哦臭氧空洞臭氧空洞1、自然原

24、因：太阳黑子爆炸时发出许多带电质子，轰击地球上层大气，对臭氧层破坏；另外，南极上空的上升气流把臭氧含量较高的中层大气输送到上层，从而降低了那里的含量2、人为原因：冷冻剂、消毒剂、发泡剂和灭火剂等化学制品在使用时排放的氟氯烃使臭氧变成纯氧从而破坏臭氧层。O3第46页，此课件共102页哦1.3 1.3 环境污染与健康环境污染与健康1.3.5 1.3.5 酸雨酸雨 pHpH值小于值小于5.655.65 酸雨中起主要作用的是酸雨中起主要作用的是H H2 2SOSO4 4和和HNOHNO3 3，母质气体主要是硫氧化物和氮氧化物。母质气体主要是硫氧化物和氮氧化物。第47页，此课件共102页哦1.4 1.4

25、 环境对人类健康影的危险度评价环境对人类健康影的危险度评价 1.1.4.1 4.1 危险度评价危险度评价(risk assessment)对环境中有害因素可能引起的健康效应及其危对环境中有害因素可能引起的健康效应及其危害程度进行定性和定量的评价，并预测环境有害因害程度进行定性和定量的评价，并预测环境有害因素在接触人群中可能引起的有害效应的检出率或病素在接触人群中可能引起的有害效应的检出率或病死率死率第48页，此课件共102页哦1.4 1.4 环境对人类健康影的危险度评价环境对人类健康影的危险度评价1.4.2 1.4.2 评价的四个阶段评价的四个阶段 1.4.2.1 1.4.2.1 危害鉴定危害

26、鉴定(hazard identification，定性评价阶段）定性评价阶段）:判断某物质对各种生物系统和人的毒性和判断某物质对各种生物系统和人的毒性和危害性。危害性。第49页，此课件共102页哦1.4 1.4 环境对人类健康影的危险度评价环境对人类健康影的危险度评价1.4.2.2 1.4.2.2 暴露评定暴露评定 (exposure assessment)没有确切的暴露资料，就无法评价该没有确切的暴露资料，就无法评价该物质对人群产生的危害。物质对人群产生的危害。第50页，此课件共102页哦1.4.3.3 1.4.3.3 剂量剂量反应关系评定反应关系评定 (dose-response asse

27、ssment)是指一定剂量的化学或物理因素与机体是指一定剂量的化学或物理因素与机体接触后，产生某种效应的个体数在群体中所占接触后，产生某种效应的个体数在群体中所占比率。比率。危险度评价的核心部分危险度评价的核心部分/定量评价阶段的开始。定量评价阶段的开始。1.4 1.4 环境对人类健康影的危险度评价环境对人类健康影的危险度评价第51页，此课件共102页哦1.4.3.4 1.4.3.4 危险度特征分析危险度特征分析 (risk characterization)计算求得危险人群计算求得危险人群(暴露组暴露组)的反应率，的反应率，即该人群的健康危险度。即该人群的健康危险度。主要根据求得的剂量主要根

28、据求得的剂量反应关系与暴露组反应关系与暴露组的暴露特征的数据通过数学模式推算。的暴露特征的数据通过数学模式推算。1.4 1.4 环境对人类健康影的危险度评价环境对人类健康影的危险度评价第52页，此课件共102页哦 1.5.1 1.5.1 环境保护是我国的基本国策环境保护是我国的基本国策环境保护基本方针环境保护基本方针 1.5 1.5 环境污染的防制对策环境污染的防制对策第53页，此课件共102页哦1.5 1.5 环境污染的防制对策环境污染的防制对策1.5.2 1.5.2 环境污染的防制措施环境污染的防制措施主要从环境污染源和立法方面入手主要从环境污染源和立法方面入手1.5.2.1 1.5.2.

29、1 治理工业治理工业“三废三废”：是防止环境污染：是防止环境污染的主要措施的主要措施1.5.2.2 1.5.2.2 预防农药污染：合理利用农药，减少预防农药污染：合理利用农药，减少农药残留农药残留 第54页，此课件共102页哦1.5 1.5 环境污染的防制对策环境污染的防制对策1.5.2.3 1.5.2.3 预防生活性污染预防生活性污染生活污水垃圾、医院污水垃圾生活污水垃圾、医院污水垃圾1.5.2.4 1.5.2.4 制定完善的环境保护法律、法规制定完善的环境保护法律、法规和保证体系和保证体系第55页，此课件共102页哦2 2 微生物与水体自净微生物与水体自净第56页，此课件共102页哦2.1

30、 2.1 有机污染物生物净化有机污染物生物净化2.2 2.2 天然物质、人工合成物质天然物质、人工合成物质2.3 2.3 无机污染物生物净化无机污染物生物净化第57页，此课件共102页哦2.1 2.1 有机污染物的生物净化有机污染物的生物净化l净化本质净化本质微生物将其转化为无机物微生物将其转化为无机物l机理机理好氧分解与厌氧分解好氧分解与厌氧分解2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 好氧分解好氧分解好氧分解好氧分解l细菌细菌l l原理原理原理原理：好氧有机物呼吸好氧有机物呼吸 第58页，此课件共102页哦l C CO2 +碳酸盐和重碳酸盐碳酸盐和重碳酸盐l H H2Ol N NH3

31、 HNO2 HNO3l S H2SO4l P H3PO42.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 厌氧分解厌氧分解厌氧分解厌氧分解 厌氧细菌厌氧细菌原理：原理：原理：原理：发酵、厌氧无机盐呼吸发酵、厌氧无机盐呼吸无毒无臭！无毒无臭！矿化盐矿化盐2.1 2.1 有机污染物的生物净化有机污染物的生物净化第59页，此课件共102页哦lC RCOOH（有机酸）有机酸）CH4+CO2lN RCHNH2COOH NH3（臭味臭味臭味臭味）+有机酸（有机酸（臭味臭味臭味臭味）lS H2S（臭味臭味臭味臭味）lP PO43-l l水体自净的天然过程中水体自净的天然过程中水体自净的天然过程中水体自净的天然

32、过程中厌氧分解（开始）厌氧分解（开始）好氧分解（后续）好氧分解（后续）第60页，此课件共102页哦2.12.1有机污染物的转化有机污染物的转化2.1.1 2.1.1 碳源污染物的转化碳源污染物的转化l包括糖类、蛋白质、脂包括糖类、蛋白质、脂类、石油和人工合成的有机化合物类、石油和人工合成的有机化合物等等。-糖类污染物糖类污染物糖类污染物糖类污染物哪些糖类会成为污染物？哪些糖类会成为污染物？难难溶溶的的多多糖糖，主主要要是是纤纤维维素素、半半纤纤维维素素、果果胶胶质质、木木质质素素、淀淀粉粉。第61页，此课件共102页哦-纤维素的转化纤维素的转化l葡葡萄萄糖糖高高聚聚物物，每每个个纤纤维维素素分

33、分子子含含140010000个个葡萄糖基（葡萄糖基（1-4糖苷键）。糖苷键）。l l来来来来源源源源：棉棉纺纺印印染染废废水水、造造纸纸废废水水、人人造造纤纤维维废废水水及及城市垃圾等，其中均含有大量纤维素。城市垃圾等，其中均含有大量纤维素。第62页，此课件共102页哦*分解途径分解途径第63页，此课件共102页哦*分解纤维素的微生物分解纤维素的微生物l好氧细菌好氧细菌粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌l厌厌氧氧细细菌菌产产纤纤维维二二糖糖芽芽孢孢梭梭菌菌、无无芽芽孢孢厌厌氧氧分分解解菌菌及嗜热纤维芽孢梭菌。及嗜热纤维芽孢梭菌。l放放 线线 菌菌链霉菌属。链霉菌属。l真真

34、 菌菌青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。第64页，此课件共102页哦-半纤维素的转化半纤维素的转化l存存在在于于植植物物细细胞胞壁壁的的杂杂多多糖糖。造造纸纸废废水水和和人人造造纤纤维维废水中含半纤维素。废水中含半纤维素。*分解过程分解过程分解过程分解过程 TCA循环循环 聚糖酶聚糖酶 CO2+H2O 半纤维素半纤维素 单糖单糖+糖醛酸糖醛酸 H2O 各种发酵产物各种发酵产物 厌氧分解厌氧分解第65页，此课件共102页哦*分解半纤维素的微生物分解半纤维素的微生物分分解解纤纤维维素素的的微微生生物物大大多多数数能能分分解解半半纤纤维素：维素：芽芽孢孢杆杆菌菌、假

35、假单单胞胞菌菌、节节细细菌菌、放放线线菌菌、根根霉霉、曲曲霉霉、小小克克银汉霉、青霉及镰刀霉。银汉霉、青霉及镰刀霉。第66页，此课件共102页哦木质素模式图木质素模式图木质素模式图木质素模式图第67页，此课件共102页哦Lignin Lignin 木质素木质素木质素木质素木质素木质素 空腔空腔 纤维素纤维素3木质素的转化木质素的转化木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁中，木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁中，由松柏醇、由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度分枝多聚物。香豆醇和芥子醇聚合而成的高度分枝多聚物。香豆醇香豆醇香豆醇香豆醇松柏醇松柏醇松柏醇松柏醇芥子醇芥子醇芥子醇芥子醇聚

36、合聚合交联交联第68页，此课件共102页哦自然界中哪些微生物能够进行木质素的降解呢？自然界中哪些微生物能够进行木质素的降解呢？确证的只有真菌中的黄孢原毛平革菌，疑似的只有软确证的只有真菌中的黄孢原毛平革菌，疑似的只有软腐菌。腐菌。黄孢原平毛革菌黄孢原平毛革菌黄孢原平毛革菌黄孢原平毛革菌(Phanerochaete chrysosprium)是是白腐真菌的一白腐真菌的一种，隶属于担子菌纲、同担种，隶属于担子菌纲、同担子菌亚纲、非褶菌目、丝核子菌亚纲、非褶菌目、丝核菌科。菌科。白腐白腐树皮上木质素被该菌分解后树皮上木质素被该菌分解后漏出白色的纤维素部分漏出白色的纤维素部分。*木质素降解的意义何在呢

37、？如何实现工业化白腐菌降解木质素木质素降解的意义何在呢？如何实现工业化白腐菌降解木质素呢？呢？第69页，此课件共102页哦2.1.2 2.1.2 氮源有机污染物的转化氮源有机污染物的转化l蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、腈化物、硝基化合物等。蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、腈化物、硝基化合物等。-蛋白质的转化蛋白质的转化蛋白质的转化蛋白质的转化水水中中来来源源：生生活活污污水水、屠屠宰宰废废水水、罐罐头头食食品品加加工工废废水水、制制革革废废水水等等*降解蛋白质的微生物降解蛋白质的微生物 好好 氧氧 细细 菌菌 链球菌和葡萄球菌链球菌和葡萄球菌 好好氧氧芽芽孢孢细细菌菌枯枯草草芽芽孢孢杆杆菌菌、巨巨大

38、大芽芽孢孢杆杆菌菌、蜡蜡状状芽芽孢孢杆杆菌菌及及马马铃铃薯薯芽芽孢孢杆杆菌菌 兼兼 性性 厌厌 氧氧 菌菌变形杆菌、假单胞菌变形杆菌、假单胞菌 厌厌 氧氧 菌菌腐败梭状芽孢杆菌、生孢梭状芽孢杆菌腐败梭状芽孢杆菌、生孢梭状芽孢杆菌此外，还有曲霉、毛霉和木霉等真菌以及链霉菌此外，还有曲霉、毛霉和木霉等真菌以及链霉菌(放线菌放线菌)。第70页，此课件共102页哦*降解机理降解机理降解机理降解机理反硝化反硝化N2第71页，此课件共102页哦*典型含氮有机物的转化典型含氮有机物的转化l氰氰化化物物、乙乙腈腈、丙丙腈腈、正正丁丁腈腈、丙丙烯烯腈腈等等腈腈类类化化合合物物及及硝基化合物硝基化合物 l水中来源

39、：化工腈纶废水、国防工业废水、电镀废水等。水中来源：化工腈纶废水、国防工业废水、电镀废水等。l危危 害：生物毒害害：生物毒害、环境积累、环境积累第72页，此课件共102页哦*降解这些物质的微生物降解这些物质的微生物降解这些物质的微生物降解这些物质的微生物l细细 菌菌紫色杆菌、假单胞菌紫色杆菌、假单胞菌l放线菌放线菌诺卡氏菌诺卡氏菌l真真 菌菌氧氧化化性性酵酵母母菌菌和和霉霉菌菌中中的的赤赤霉霉菌菌(茄茄科科病镰刀霉病镰刀霉)、木霉及担子菌等、木霉及担子菌等 第73页，此课件共102页哦*降解机理降解机理降解机理降解机理a.a.氰化物氰化物氰化物氰化物l5HCN+5.5O2 5CO2+H2O+5

40、NH3b.b.有机腈有机腈有机腈有机腈第74页，此课件共102页哦 担子菌还能利用甲醛、氨水和氢氰酸在腈合成酶的担子菌还能利用甲醛、氨水和氢氰酸在腈合成酶的作用下缩合成为作用下缩合成为氨基乙腈，进而合成为丙氨酸氨基乙腈，进而合成为丙氨酸 HCN CH3COH CH3CHNH2CN CH3CHNH2COOH 甲醛甲醛甲醛甲醛 氨基乙腈氨基乙腈氨基乙腈氨基乙腈 丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸第75页，此课件共102页哦2.1.2.1.3 3 油脂的转化油脂的转化l水水中中来来源源：毛毛纺纺、毛毛条条厂厂废废水水、油油脂脂厂厂废废水水、肉肉联联厂厂废废水水、制制革革厂厂废废水水含含有大量油脂有大量油脂l降

41、解油脂较快的微生物：降解油脂较快的微生物：l细细菌菌 荧荧光光杆杆菌菌、绿绿脓脓杆杆菌菌、灵灵杆菌杆菌l丝状菌丝状菌 放线菌、分支杆菌放线菌、分支杆菌l真菌真菌 青霉、乳霉、曲霉青霉、乳霉、曲霉l途径：途径：水解水解+氧化氧化第76页，此课件共102页哦-石油的转化石油的转化什么是石油？什么是石油？l石石油油是是含含有有烷烷烃烃、环环烷烷烃烃、芳芳香香烃烃及及少少量量非非烃烃化化合合物物的的复复杂杂混混合合物物。石石油油污污染染主主要要出出现现在在采采油油区区和和石石油油运运输输事事故故现现场场以以及及石石化化行业的工业废水中。行业的工业废水中。*石油成分的生物降解性石油成分的生物降解性石油成

42、分的生物降解性石油成分的生物降解性与分子结构有关与分子结构有关第77页，此课件共102页哦*降降解石油的微生物解石油的微生物l降解石油的微生物很多，据报道有降解石油的微生物很多，据报道有200多种多种l细细 菌菌 假单胞菌、棒杆菌属、微球菌属、产碱杆菌属放线菌假单胞菌、棒杆菌属、微球菌属、产碱杆菌属放线菌 诺卡氏菌诺卡氏菌l酵母菌酵母菌 假丝酵母假丝酵母l霉霉 菌菌 青霉属、曲霉属青霉属、曲霉属l藻藻 类类 蓝藻和绿藻蓝藻和绿藻第78页，此课件共102页哦-石油石油的降解机理的降解机理 链烷烃的降解链烷烃的降解链烷烃的降解链烷烃的降解+O2R-CH2-CH2-CH3 R-CH2-CH2-COO

43、H-氧化氧化 CO2+H2O CH2-COOH +R-COOH第79页，此课件共102页哦无支链环烷烃的降解无支链环烷烃的降解l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，己酮氧化开链而不能氧化环己烷，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下将污染物污染物 彻底降解彻底降解共代谢共代谢。第80页，此课件共102页哦-芳香烃芳香烃芳香烃芳香烃l芳芳香香烃烃普普遍遍具具有有生生物物毒毒性性，但但在在低低浓浓度度范范围围内内它它们们可可以以不不同同

44、程程度度的被微生物分解。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第81页，此课件共102页哦-苯和苯和苯和苯和酚的代谢酚的代谢l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第82页，此课件共102页哦萘萘萘萘的的的的代代代代谢谢谢谢第83页，此课件共102页哦菲的代谢菲的代谢菲的代谢菲的代谢第84页，此课件共102页哦蒽的代谢蒽的代谢蒽的代谢蒽的代谢第85页，此课件共102页哦l酚也是酚也是先被氧化为邻苯二酚先被氧化为邻苯二酚，这样各类芳香烃在降解的后半段，这样各类芳香烃在降解的后半段是相同的，可表示如下是相同

45、的，可表示如下第86页，此课件共102页哦2.2 2.2 人工合成物质物的生物降解人工合成物质物的生物降解l难难对对于于自自然然生生态态环环境境系系统统,如如果果一一种种化化合合物物滞滞留留可可达达几几个个月月或或几几年年之之久久,或或在在人人工工生生物物处处理理系系统统,几几小小时时或或几天之内还未能被分解或消除几天之内还未能被分解或消除第87页，此课件共102页哦2.2 2.2 人工合成物质物的生物降解人工合成物质物的生物降解种种类类：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为什么

46、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第88页，此课件共102页哦第89页，此课件共102页哦2.2.12.2.12.2.12.2.1氯苯类氯苯类氯苯类氯苯类l用用 途途：稳稳定定剂剂（润润滑滑油油、绝绝缘缘油油、增增塑塑剂剂、油油漆漆、热热载载体体、油墨等都含有）油墨等都含有）l危危 害：害：急性中毒，是一种致癌因子急性中毒，是一种致癌因子（米糠油事件）（米糠油事件）l降降 解解 菌菌：产产碱碱杆杆菌菌、不不动动杆杆菌菌、假假单单胞胞菌菌、芽芽孢孢杆杆菌菌以及沙雷氏菌的突变体以及沙雷氏菌的突变体l l通过通过通过通过共代谢共代谢完成

47、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。l*共代谢研究进展及其成果对环保的应用现状？共代谢研究进展及其成果对环保的应用现状？第90页，此课件共102页哦2.2.22.2.22.2.22.2.2洗涤剂洗涤剂洗涤剂洗涤剂l可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性电解质四类。可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性电解质四类。l我我国国目目前前生生产产的的洗洗涤涤剂剂属属于于阴阴阴阴离离离离子子子子型型型型烷烷烷烷基基基基苯苯苯苯磺磺磺磺酸酸酸酸钠钠钠钠。较较早早开开发发的的是非线性的丙烯四聚物型烷基苯磺酸盐（是非线性的丙烯四聚物型烷基苯磺酸盐（ABS）：）：ABSAB

48、S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个碳原子相连的季碳原子抗攻击的能力更强子抗攻击的能力更强。第91页，此课件共102页哦l危害：危害：ABS可以在天然水体中存留可以在天然水体中存留800h以上，使这得接纳以上，使这得接纳他的水体长时间保持，产生大量泡沫，引起水体缺氧。他的水体长时间保持，产生大量泡沫，引起水体缺氧。l为使洗涤剂易于生物降解，人们将为使洗涤剂易于生物降解，人们将ABS的结构改变为线性的的结构改变为线性的直链直链烷基苯磺酸盐（烷基苯磺酸盐（烷基苯磺酸盐（烷基苯磺酸盐（LASLAS）：）：）：）：l由于减少了分支，它的生物分解速度大为

49、提高。由于减少了分支，它的生物分解速度大为提高。ABSABS第92页，此课件共102页哦-降解洗涤剂的微生物降解洗涤剂的微生物l细细 菌菌假假单单胞胞菌菌、邻邻单单胞胞菌菌、黄黄单单胞胞菌菌、产产碱碱单单胞胞菌菌、产产碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌l放线菌放线菌诺卡氏菌诺卡氏菌l由由于于这这些些微微生生物物的的作作用用，虽虽然然每每年年排排放放入入环环境境中中的的洗洗涤涤剂剂数数量量逐逐年年递递增增，但但环环境境中中并并没没有有发发生生洗洗涤涤剂剂的的明明显显增增加加。因因而而洗洗涤涤剂剂一一般般不不会会引引起起环环境境的的有有机机污污染染。洗洗涤涤剂剂目目前前存存在

50、在的的问问题题主主要要是是洗洗涤涤剂剂中中的的添加剂聚磷酸盐造成的水体富营养化问题添加剂聚磷酸盐造成的水体富营养化问题 。第93页，此课件共102页哦-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第94页，此课件共102页哦-白白色色污污染染的的危危害害对对微微生生物物无无影影响响/土土地地板板结结/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物，数数目目之之多多令令人人触触目惊心目惊心/影响景观影响景观-能