工大环境考研资料详解

工大环境考研资料详解演示文稿现在是1页\一共有41页\编辑于星期一优选工大环境考研资料现在是2页\一共有41页\编辑于星期一研究有机污染物的生物降解性，有助于深入认识污染物在环境中的迁移转化规律和了解这些污染物对自然界物质转化循环的影响程度，从而为控制污染，保护环境提供理论上的依据。此外，这项研究与保护人类健康和自然界生态平衡有密切关系。

污染物的生物降解现在是3页\一共有41页\编辑于星期一生物降解度根据污染物生物降解进行的程度，可将其分为三种（或3个阶段）。1）初级生物降解是指有机污染物在微生物的作用下，母体化合物的化学结构发生变化，并改变了原污染物分子的完整性，即有机污染物本来的结构发生部分变化。

有机污染物的生物降解性现在是4页\一共有41页\编辑于星期一2)环境容许的生物降解是指可去除有机污染物的毒性或人们所不希望的特性，如表面活性剂的降解过程中那种使其失去起泡作用的降解。3)最终生物降解是指有机污染物向无机物转化，完全被降解成CO2、H2O和其他无机物，并被同化为微生物的一部分。污染物的生物降解现在是5页\一共有41页\编辑于星期一根据有机污染物与微生物的相互关系可以将有机污染物分为4类。可以立即被微生物利用作为营养和能量来源的能够逐步被微生物分解利用的生物降解十分缓慢或者根本就不能降解的可以通过共代谢作用分解的污染物的生物降解现在是6页\一共有41页\编辑于星期一前3种有机污污染物的生物降解过程如图现在是7页\一共有41页\编辑于星期一1）可以立即被微生物利用作为营养和能量来源的，包括糖、Pr(AA)、脂肪酸和一些涉及典型代谢途径的污染物。2)能够逐步被微生物分解利用的，此类污染物的生物降解需要一个驯化期，在些期间有机污染物很少或根本不发生生物降解，故随时间的变化曲线中明显地有一个滞后期，它表示微生物对有机污染物的适应过程所需要的时间。一般将微生物从开始接触有机化合物到有机化合物被明显分解的这段时间称为化合物生物降解的驯化期。污染物的生物降解现在是8页\一共有41页\编辑于星期一现在是9页\一共有41页\编辑于星期一其原因在于：①在微生物混合群落中污染物的加入实际上是在定向地选择那些能够吸收和降解污染物基质的微生物种属；这时滞后期是由于特定降解微生物的指数生长特性；同时，微生物对污染物也有一个选择过程，所谓巴斯德效应。②微生物对污染物的适应要通过诱导酶的合成，而且需要合成必需的辅酶或中间代谢产物。污染物的生物降解现在是10页\一共有41页\编辑于星期一污染物的生物降解现在是11页\一共有41页\编辑于星期一3)生物降解十分缓慢或者根本就不能降解的，它包括一些天然高分子物质以及许多人类起源的有机化合物，如有机氯化化物。对这类物质可以通过其他方式使其转化为可生物降解的物质，如O3氧化，给水处理中的O3-GAC或O3-BAC法即依据此原理。污染物的生物降解现在是12页\一共有41页\编辑于星期一4)可以通过共代谢作用分解的，共代谢，又称共氧化、联合氧化，有的称为辅助代谢，是指微生物在它有可利用的唯一碳源存在时，对原来不能利用的物质也能分解代谢的现象。是由美国德克萨大学的二位学者发现，如甲烷假单胞菌唯一能利用的碳源是CH4，但如果有CH4存在时加入C3H8、C4H10时，则该菌也能将这些烃类部分氧化为乙酸的，丙醇和丁酸。污染物的生物降解现在是13页\一共有41页\编辑于星期一

共代谢(或协同氧化作用)就是指微生物的“生长基质”和“非生长基质”共酶，或是在污染物完全氧化成CO2和H2O的过程中有多种酶或微生物参与。“生长基质”是可以被微生物利用作为唯一碳源和能源的物质。“生长基质”和“非生长基质”共酶，是指有些污染物(非生长基质)不能作为微生物的唯一碳源和能源，其降解并不导致微生物的生长和能量的产生，它们只是在微生物利用生长基质(例如甲烷)时，被微生物产生的酶降解或转化成为不完全的氧化产物，这种不完全的产物进而可以被别的微生物利用并彻底氧化。污染物的生物降解现在是14页\一共有41页\编辑于星期一现在是15页\一共有41页\编辑于星期一可生化降解性的测定方法①氧化率污染物的生物降解现在是16页\一共有41页\编辑于星期一可生化降解性的测定方法②呼吸线污染物的生物降解现在是17页\一共有41页\编辑于星期一可生化降解性的测定方法③相对耗氧速率污染物的生物降解现在是18页\一共有41页\编辑于星期一污染物的可生物降解性及其评价方法可生物降解性是指有机化合物在微生物作用下转变成简单小分子化合物的可能性。根据微生物的降解能力，可分为三种：①可生物降解的，如醇、酚类化合物②难生物降解性物质，此类化合物虽能被降解，但时间较长，如农药、石油烃类③不可生物降解的物质，如一些高分子化合物、尼龙、塑料等。污染物的生物降解现在是19页\一共有41页\编辑于星期一现在是20页\一共有41页\编辑于星期一生物降解试验是研究有机化合物可生物降解性的基本方法，包括几个基本要素：以适当浓度范围的被试物作为微生物生长代谢所需的唯一或主要碳源和能源选择能分解化合物的微生物创造适合微生物生长的环境和条件，包括好氧中提供充足DO、厌氧保证无O2适宜的温度条件微生物所需的N、P源和无机盐等选择合适的化合物测定方法污染物的生物降解现在是21页\一共有41页\编辑于星期一在进行试验时，微生物的种源可使用：天然环境中的微生物，如取自河水、湖水、沼泽、土壤等，为了评价有机化合物在自然环境中可否被降解，故应尽可能使用接近于自然环境的未经驯化的种源，而化合物浓度较低，5~10mg/L。选自废水处理厂的污泥。此类试验是为了评价在人工处理条件条件下有机化合物是否被降解，被试化合物浓度从凡mg/L到几百mg/L。污染物的生物降解现在是22页\一共有41页\编辑于星期一经过筛选驯化的特殊微生物种源，此类研究是为了研究以不同化合物为基质培养驯化的细菌对特定化合物的生物降解性能，以及对同等物相似化合物的生物降解能力，研究有机化合物的降解途径和各种特定酶在生物降解每个环节中的作用，是最为活跃的领域。污染物的生物降解现在是23页\一共有41页\编辑于星期一从某一生态系统中分离获得一株微生物后的重要任务之一，是确定该株微生物在该系统中的地位，即该菌是常驻的优势菌，还是外来的短暂存在的菌株。前者是在该生态系统中幸存并增殖，具有代谢活性并且在生理上和生存竞争上能污染物的生物降解现在是24页\一共有41页\编辑于星期一自然界中的纤维素主要来源于稻草，树木、蔗渣、芦苇、野生植物等。我国仅非木材纤维年产量就超过1×1012kg。这些非木材纤维以及大量的木材加工剩余物，都是取之不尽的天然高分子原料和能源。由于纤维素具有水不溶性的高结晶构造,其外围又被木质素层包围着,要把它水解成可利用的葡萄糖相当困难,所以到目前为止仍没有得到很好地利用.微生物对自然界中难降解物质的分解与转化现在是25页\一共有41页\编辑于星期一纤维素的结构纤维素是一种复杂的多糖，由β—1.4葡萄糖苷键形成的长链，每个纤维素分子大约有8000–10000个葡萄糖残基组成。链与链之间以氢键连接起来。植物纤维素外围还包裹着其他高分子物质。现在是26页\一共有41页\编辑于星期一植物纤维素的结构图现在是27页\一共有41页\编辑于星期一（1）β-葡萄糖苷酶可水解纤维二糖、纤维三糖及低分子量的寡糖成葡萄糖。这种酶过去被称为纤维二糖酶，这显然不合适，因为它的作用底物不只是纤维二糖。（2）β-1,4葡聚糖酶又叫Cx酶，它不能水解天然纤维素，只能切割部分降解的多糖。它广泛分布在细菌、放线菌和真菌中，可作用于包括很多葡萄糖单位的多糖分子，也可作用于寡糖分子，如纤维四糖、纤维三糖。但它对寡糖比对多聚糖的水解作用微生物对自然界中难降解物质的分解与转化现在是28页\一共有41页\编辑于星期一慢。一种微生物可以分泌几种不同结构的Cx酶，这些酶的功能相同。Cx酶又可分两种：一种叫内切酶，它在长链之内任意切割葡萄糖单位间的键，一般产生纤维二糖，不同大小的寡糖，有时产生葡萄糖；另一种叫外切酶，它从大分子的一端开始切割，每次切下两个葡萄糖单位，一般产生纤维二糖。寡糖或纤维二糖被微生物利用之前，还必须进一步降解才能作为碳源及能源。（3）C1酶可水解天然纤维素，使纤维素分解为含很多葡萄糖分子的多糖，对多糖或寡糖很少有降解作用。一种微生物能分泌一种以上的C1酶。微生物对自然界中难降解物质的分解与转化现在是29页\一共有41页\编辑于星期一纤维素经水解分解为葡萄糖和纤维二糖后方可被微生物吸收。在好氧性分解纤维素微生物作用下，纤维素可彻底氧化成CO2与H2O。在厌氧条件下，纤维素由厌氧纤维素微生物作用可进行丁酸型发酵，产生丁酸、丁醇、CO2和H2等。微生物对自然界中难降解物质的分解与转化现在是30页\一共有41页\编辑于星期一微生物对自然界中难降解物质的分解与转化纤维素分解过程现在是31页\一共有41页\编辑于星期一

芳香族化合物的分解在芳香族与杂环化合物分解过程中起重要作用的微生物有假单胞菌、无色杆菌、节杆菌、棒杆菌、诺卡氏菌、分枝杆菌、曲霉、青霉等，这些微生物都能不同程度地使芳香族与杂环化合物分解。

微生物对烃类化合物的分解与转化现在是32页\一共有41页\编辑于星期一微生物分解芳香族化合物的方式有两种：在酶的作用下直接将分子中的环状结构打开芳香族化合物中大部分被微生物作用去掉环上的侧链基团，使之转变成儿茶酚或原儿茶酸，微生物对烃类化合物的分解与转化现在是33页\一共有41页\编辑于星期一现在是34页\一共有41页\编辑于星期一芳香族化合物的生物降解微生物对烃类化合物的分解与转化现在是35页\一共有41页\编辑于星期一烃类化合物的分解微生物对烃类化合物的分解与转化现在是36页\一共有41页\编辑于星期一化学农药的降解

过去使用农药在提高农产品产量、保护秧苗、保护森林资源、农产品贮存等方面也起过积极作用。但是就在农药为人类造福的同时，也污染了人类生存的环境，又给人类带来严重的危害。因为农药的毒性很强，又很稳定，很难被微生物降解。年复一年，大量的农药倾入环境，所以在环境中有大量的农药积累。农药还可以从土壤中进入大气和水体，通过食物链进入人体。尤其是那些化学性质稳定，在环境中不易分解的有机氯农药。

污染物对合成有机物的分解与转化现在是37页\一共有41页\编辑于星期一微生物对农药的作用方式是多种多样，可以归纳为六种作用类型：去毒作用农药分子被微生物作用后变有毒为无毒。降解作用将复杂的农药化合物转变为简单化合物，或者彻底分解为CO2和H2O及NH3、Cl-。如果完全被分解成无机化合物，即称为农药的矿化。污染物对合成有机物的分解与转化现在是38页\一共有41页\编辑于星期一活化作用将无毒的物质转化为有毒的农药。如除草剂2，4-D丁酸、杀虫剂甲拌磷，是经土壤中微生物作用后的代谢产物，对杂草及昆虫有毒害作用。失去活性本来是一个无毒的有机分子，在微生物作用下可以成为农药，但有的微生物能将这样的分子转化为另一无毒分子，使其再不能被活化成为农药。污染物对合成有机物的分解与转化现在是39页\一共有41页\编辑于星期一结合、复合或加成作用微生物的细胞代谢产物与农药结合，形成更为复杂的物质。如将氨基酸、有机酸、甲基或者其它基团加在作用的底物上。这些作用过程也常常是解毒作用。改变毒性谱某些农药对一类有机体