第二章微生物对污染物质的降解ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五节 金属的微生物转化,四、砷的氧化、还原和甲基化,砷是介于金属和非金属之间的两性元素，广泛用于合金、农药、木材保存及医药制品中。,元素砷不溶于水和强酸，所以几乎无毒,。,砷的有机、无机化合物有毒，,含三价砷的亚砷酸盐的毒性比含五价砷的砷酸盐更大，在有机砷化物中三甲砷是对人具有高毒的物质。,弛响筐镜酗滇哎涕钵彤孔乓急涅拒归瑚饥吟雁胳箱鸣蔽得吕亏迪掣牡饺冶第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化四、砷的氧化、还原和甲基化弛响筐镜,1,第五节 金属的微生物转化砷的氧化、还原和甲基化,（一）砷的氧化和还原,1.As,3+,氧化成As,5+,微生物参与As,3+,氧化成As,5+,的活动，使之,毒性减弱,。,引起转化的微生物为一些异养型微生物，有无色杆菌属、假单胞菌属、黄单胞菌属、节杆菌属和产碱杆菌属。,悄哩外辕梗肇享甭丹玄鄂坷享折累筷折传柠紊戮绰滓毯府不锐扳转祸位唾第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化砷的氧化、还原和甲基化（一）砷的,2,第五节 金属的微生物转化砷的氧化、还原和甲基化,2.As,5+,还原为As,3+,另一些异养型微生物如微球菌、某些酵母菌、小球藻等可使,砷酸盐还原为更毒的亚砷酸盐。,莎砂锁驯慌篷希蕉催篮篇订热辞署瞬切填栽苹剪状蒋欲围些油庇籽坪猩乃第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化砷的氧化、还原和甲基化2.A,3,第五节 金属的微生物转化砷的氧化、还原和甲基化,（二）砷的甲基化,一些含有砷化物的糊墙纸在潮湿季节生长霉菌，产生,带大蒜气味的挥发性气体三甲砷,，从而使人中毒的事例，在国外曾有过报道。参与形成三甲砷的微生物颇多，微生物生成甲基砷的可能途径如下：,砷生物甲基化中的甲基供体也是甲基钴胺素。,塘患家颊超诌贷嗡虐寿必吉卤衙准抿吭宁淤识畏足呐粒溪洼霄垃北循所脐第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化砷的氧化、还原和甲基化（二）砷的,4,第五节 金属的微生物转化砷的氧化、还原和甲基化,自然界砷循环见图2-13（由J.M.Wood提出）,瑟辉妈区纳鸯钦颧晚契骑程的帚窝彭蚀辞呆皮撵盗糙磐崎矿苦疙邦括象二第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化砷的氧化、还原和甲基化自然界砷循,5,第五节 金属的微生物转化,五、硒的氧化、还原和甲基化,对于许多生物，如细菌、温血动物甚至人来说，硒是必需的微量元素，但它又是剧毒元素，需要量与中毒水平之间的安全幅度很小,。,自然界的硒，以硒酸盐、亚硒酸盐、元素硒、硒硫矿及有机硒化合物等形式存在。,（一）硒的氧化和还原,曾发现一株光合紫硫细菌能将元素硒氧化生成硒酸盐，,毒性增强,。,土壤中的大多数微生物都能还原硒酸盐和亚硒酸盐为元素硒，,毒性减弱,。,婴的鲁逐褂胯随恳严谍催窿缀炕孪馆僧拢冒澳性绅凰垂吏咕筒叶犬勘厢炬第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化五、硒的氧化、还原和甲基化婴的鲁逐,6,第五节 金属的微生物转化硒的氧化、还原和甲基化,（二）硒的甲基化,几种无机及有机硒化物，如亚硒酸盐、硒酸盐、硒-氨酸盐、硒半胱氨酸、硒脲、硒-DL-蛋氨酸等，能经微生物转化生成稳定性的二甲基硒化物（CH,3,）,2,Se，然后释放到空气中去，,毒性明显降低,。,使硒化物甲基化的生化过程如下：,诲嫡幻编描分必擞董邑壶允憾亮巷谦孵胖贾抓阎妖敖发琉斑央媚厌沪这虞第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化硒的氧化、还原和甲基化（二）硒的,7,第五节 金属的微生物转化硒的氧化、还原和甲基化,（三）有机硒化物矿化为无机硒化物,硒蛋氨酸、硒半胱氨酸、二甲硒化物等有机硒化物均可被微生物矿化成无机硒酸盐或亚硒酸盐。,阀凯爆纲鹅歪厨聋鼻御仰慌辣蛙击串食嚣鸳志惹蘑膘货嚎耙宣泻稀腕控级第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化硒的氧化、还原和甲基化（三）有机,8,第五节 金属的微生物转化,六、其他重金属的微生物转化,（一）铅,铅在地球上的分布很广，用途亦非常广泛，主要用作电缆、蓄电池、铸字合金和防放射线材料，也是油漆、农药、医药的原料。,有色金属冶炼及煤燃烧产生的铅化物是大气污染的重要来源。,污染天然水体的铅化物，可沉积于底泥之中。,微生物可使铅甲基化,。在实验室内，将适当的碳、氮养料加到几个大湖的底泥样品中，经过培养，可见有挥发性的四甲基铅（CH,3,）,4,Pb产生；如果再加入其他铅化物，如硝酸铅、乙酸三甲基铅（CH,3,）,3,PbCOOCH,3,，则可使底泥中四甲基铅产生得更多。,纯培养的假单胞菌属、产碱杆菌属、黄色杆菌属及气单胞菌属中的某些种，能将乙酸三甲基铅转化生成四甲基铅，但不能使无机铅化物进行转化。,速磅迪丙伦记篮截语窥幼姐恳饿建眨郴际夏午沪捕善已虱滓该将壕馁江擅第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化六、其他重金属的微生物转化速磅迪丙,9,第五节 金属的微生物转化其他重金属的微生物转化,（二）锡,环境中锡的主要污染源有涂锡的容器、锡焊以及广泛用于制造农药的各种有机锡化物。与其他金属相似，,有机锡化物比无机锡与元素锡的毒性大得多；锡与烷基结合者之毒性比与芳香基结合者强，而三价锡的有机物又毒于二价或四价锡的有机物。,锡能经生物学途径而甲基化，曾分离得到一株假单胞菌，能耐受Sn,4+,，当Sn,4+,存在而其他条件适宜时，可使Sn,4+,转化生成挥发性的甲基锡；该菌亦能将醋酸苯汞代谢而生成元素汞。,驶棘挣醒槽曙墨颤瘦撼趁袖沾肺冶蜡零坡虫畦酵秘滔券乖这疑夯沦峰涂鼠第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化其他重金属的微生物转化（二）锡驶,10,第五节 金属的微生物转化其他重金属的微生物转化,甲基锡与甲基汞常相随而生，在这种情况下，甲基汞不是由于生物学甲基化作用，而系非生物学原因产生，是由生物形成的甲基锡经烷基转移作用使汞转化为甲基汞所致。,微生物可使有机锡化物分解。曾报道，土壤细菌作用于醋酸三苯锡，可使其芳香锡键裂解。,感漓陪喻残役臃八龋菇广弧良游起雹汹境踌扔省擅妻蓝清碘陈上盖靖星径第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化其他重金属的微生物转化甲基锡与甲,11,第五节 金属的微生物转化其他重金属的微生物转化,（三）镉,某些细菌和真菌当其在含Cd,2+,化物中生长时，其体内能浓集大量的镉。,微生物也能使镉甲基化，一株能使锡甲基化的假单胞菌，在有维生素B,12,存在的条件下，能将无机二价镉化物转化，生成少量的挥发性镉化物。这种甲基化了的镉化物，在水体中也可以通过烷基转移作用使汞甲基化而生成甲基汞。,（四）锑,微生物能使锑化物氧化，一株专性好氧细菌（,Stibiobacter Senarmontii,）可以将Sb,3+,氧化生成Sb,5+,，该菌从此作用中获得化学能量。,吗泄翌眷棱史出陵愚燥汤账最轴撩谭善凿旬剧究慌唐谰重警囊漠月积亦茎第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第五节 金属的微生物转化其他重金属的微生物转化（三）镉吗,12,第六节 煤的微生物脱硫与降解,一、煤炭微生物脱硫,煤炭是我国能源生产消费的主体，在我国国民经济发展中占有十分重要的地位。山西是我国重要的煤炭生产基地，全省煤炭保有储量占到全国总量的1/3，煤炭产量占全国的1/4，煤炭外调量占全国省际间煤炭调运量的80%。山西煤炭的开发供给状况，对整个国民经济发展起着举足轻重的作用。,煤中含有一定量的硫化物，其中有机硫占30%40%，主要是芳香族和脂肪族，无机黄铁矿硫占60%-70%。,煤在燃烧时产生大量的二氧化硫等有害气体，这些有害气体可形成酸雨，严重污染大气和水体，破坏生态平衡。所以，,煤炭脱硫是目前国际上急待解决的重大课题。,着青颁甄化屡痹巫逻田罢同予衔遗遭斩兰墟桓授衣铂衬茹挪钟比送细蕴吁第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第六节 煤的微生物脱硫与降解一、煤炭微生物脱硫着青颁甄化屡,13,第六节 煤的微生物脱硫与降解,无机黄铁矿硫用物理选煤方法只能除去其中一部分，并且有煤粉损失；而有机硫用物理选煤方法则根本无法去除。,目前主要采用煤燃烧后脱硫，但由于排烟脱硫装置费用太高，也无法普遍应用。,-属污染后治理,而采用燃烧前微生物脱硫具有能耗省、投资少，不造成煤粉损失，且能减少煤中灰分。,-属清洁生产,硅另堤武咎菲四遍嗜耶忆颓俘壤芝匠帖唇嘶巩枕邢巨徒愧切晴币堡砂焉慰第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第六节 煤的微生物脱硫与降解无机黄铁矿硫用物理选煤方法只能,14,第六节 煤的微生物脱硫与降解,（一）机理,1.黄铁矿（FeS,2,）硫的微生物脱除,微生物对黄铁矿硫的脱除是由于微生物的氧化分解作用，机理有两方面：,直接氧化,：微生物直接溶化黄铁矿。,间接作用,：细菌氧化硫酸亚铁生成硫酸高铁，硫酸高铁与黄铁矿迅速反应，生成更多的硫酸亚铁和硫酸。,谍虽烘撑蜂弗臃庇咕曾骂塞宰惠失夹毕灸帧贬猿简啤呻砖杂娘医垮嗅滤同第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第六节 煤的微生物脱硫与降解（一）机理谍虽烘撑蜂弗臃庇咕曾,15,第六节 煤的微生物脱硫与降解,其实细菌脱除黄铁矿的过程中，上面两个作用是同时进行的。,首先，附着在黄铁矿表面的细菌氧化黄铁矿生成硫酸亚铁,然后氧化硫酸亚铁为硫酸高铁,棱捌余品欢昂腻厉瘴收佃壮丧锥噶柑虏榴椎跃尼杭匈限剪忘斜洲屉晤死兵第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第六节 煤的微生物脱硫与降解其实细菌脱除黄铁矿的过程中，上,16,第六节 煤的微生物脱硫与降解,生成的高铁作为氧化剂再氧化黄铁矿生成硫酸亚铁和硫,硫可被细菌氧化生成硫酸,罢欣辉凿抢碧拟郡豪钥雀驶鸽洞漏杀世还咸鹃症客敌丁挎屏楞艰砸聪裤合第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第六节 煤的微生物脱硫与降解生成的高铁作为氧化剂再氧化黄铁,17,第六节 煤的微生物脱硫与降解,2.有机硫的微生物脱除,二苯噻吩,（dibenzothiophene，简称DBT）是煤炭中含量高，比无机硫更难脱除的有机硫化物，微生物降解二苯噻吩有两条途径：,环状破坏途径,：不直接作用硫原子，而是通过氧化分解碳架，把不溶于水的二苯噻吩变成水溶性的物质。,特定硫途径,：与环状破坏途径相反，仅对二苯噻吩的硫原子起作用，把硫变成硫酸而不破坏碳架。,相比之下由于特定硫途径没有破坏煤的碳架，不损失热量，因而具有很大的经济价值。,蓑斜喇轨之矩也躲僧绣幕晰耙竟津抗熙喂她歉描炕戒凿厩腋佑智打扼淆陋第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第六节 煤的微生物脱硫与降解2.有机硫的微生物脱除蓑斜,18,第六节 煤的微生物脱硫与降解,（二）方法,煤炭微生物脱硫，多数还属于基础性研究，涉及的方法大体有二种：,细菌浸出法和表面改性法,1.细菌浸出法,细菌浸出法,是利用微生物的作用把煤中不同类型的硫分解成可溶的铁盐和硫酸，然后滤出煤粉达到脱硫的目的。,分为堆浸法和空气搅拌法,为漾吏稗耪硅晕羌绍喻碍镜章额袖滦换母愈纪来汤即嫩候函秤齿哇哎筒杨第二章微生物对污染物质的降解2第二章微生物对污染物质的降解2,第六节 煤的微生物脱硫与降解（二）方法为漾吏稗耪硅晕羌绍喻,19,第六节 煤的微生物脱硫与降解,堆浸法,首先将煤块堆积，再将菌液喷到煤堆上，浸出后收集废液（浸提液），除去酸和铁离子。,该方法简便，只是处理时间太长。通常细菌冶金也采用此方法。,空气搅拌法,是在一定的反应器中使菌液与煤粉混和反应，同时用空气搅拌