《环境工程微生物》课程PPT教学课件：无机污染物的转化

考试15 1污化系统如何划分污染水体? 2什么是PFU法? 3生物净化的主力军是什么? ·4难降解有机物难于生物降解的原因是什么? 5什么是共代谢? 6洗涤剂由ABS改造为LAS容易降解的原因是什么? 7如何解决塑料的难降解问题? 8含氮有机物降解经历那几个过程?

考试 15 • 1.污化系统如何划分污染水体? • 2.什么是PFU法? • 3.生物净化的主力军是什么? • 4.难降解有机物难于生物降解的原因是什么? • 5.什么是共代谢? • 6.洗涤剂由ABS改造为LAS容易降解的原因是什么? • 7.如何解决塑料的难降解问题？ • 8.含氮有机物降解经历那几个过程?

第三节无机污染物的转化 主要的无机污染物有 磷酸盐、氨氬及硝酸盐、金属离子等 水中来源及危害: ·磷酸盐—洗涤剂中作为软水剂使用的磷酸盐、土壤 富营养化 氨氮硝酸盐——工业废水和使用硝酸盐化肥的农田冲蚀水 富营养化 金属离子—采矿、冶金、化工等行业的废水 生物中毒

第三节 无机污染物的转化 • 主要的无机污染物有 • 磷酸盐、氨氮及硝酸盐、金属离子等 • 水中来源及危害： • 磷酸盐——洗涤剂中作为软水剂使用的磷酸盐、土壤 • 富营养化 • 氨氮硝酸盐——工业废水和使用硝酸盐化肥的农田冲蚀水 • 富营养化 • 金属离子 ——采矿、冶金、化工等行业的废水 • 生物中毒

、磷酸盐的转化 ·洗涤剂中的磷酸盐为可溶性的磷酸钠 土壤中的磷酸盐则主要是难溶的磷酸钙 微生物产酸 土壤中的难溶磷酸盐—→◆可溶性磷酸盐 洗涤剂中的可溶性磷酸盐卵磷脂、核酸、ATI ·厌氧条件下,磷酸盐还可以被梭状芽孢杆菌、大肠杆菌等还 原为PH3(自燃一鬼火) +8H H3PO 4H0

一、磷酸盐的转化 • 洗涤剂中的磷酸盐为可溶性的磷酸钠 • 土壤中的磷酸盐则主要是难溶的磷酸钙 • 微生物产酸 • 土壤中的难溶磷酸盐 可溶性磷酸盐 • 洗涤剂中的可溶性磷酸盐 卵磷脂、核酸、ATP • 厌氧条件下，磷酸盐还可以被梭状芽孢杆菌、大肠杆菌等还 原为PH3。（自燃—鬼火） • + 8H • H3PO4 PH3↑ • 4H2O

二、氨氮及硝酸盐的转化 1.同化作用 被大多数微生物作为无机氮源营养物,产物为蛋白 质、核酸等 2.异化作用 硝化细菌及反硝化细菌 硝化作用+反硝化作用→N2↑

二、氨氮及硝酸盐的转化 1．同化作用 • 被大多数微生物作为无机氮源营养物，产物为蛋白 质、核酸等 2．异化作用 • 硝化细菌及反硝化细菌 • 硝化作用＋反硝化作用 → N2↑

金属离子 (一)金属离子的毒性 提问:影响金属离子毒性的因素有哪些? 种类、浓度、存在状态(包括价态、络合态、共存离子性质 例如,六价铬比三价铬毒得多;甲基汞的毒性比其他的汞化合物 毒性大得多;有机锡比无机锡毒,有机锡中的烷基锡比芳香基锡 毒,烷基锡中三烷基又比其他烷基锡毒。 (二)微生物转化 主要是氧化还原和甲基化作用

三、金属离子 （一）金属离子的毒性 • 提问：影响金属离子毒性的因素有哪些？ • 种类、浓度、存在状态（包括价态、络合态、共存离子性质） • 例如，六价铬比三价铬毒得多；甲基汞的毒性比其他的汞化合物 毒性大得多；有机锡比无机锡毒，有机锡中的烷基锡比芳香基锡 毒，烷基锡中三烷基又比其他烷基锡毒。 • （二）微生物转化 • 主要是氧化还原和甲基化作用

1汞的形式 无机汞(多难溶) Hg2+2→Hg0+Hg2+ 注:田g2=Hg-Hg 零价的金属汞与一价汞盐几乎不溶 二价汞盐除了硫化汞、碘化汞外几乎均可溶解 有机汞(易溶): 通式—RHX和R2Hg 其中R为有机原子基团,X为无机离子如卤素原子、硫酸 根、硝酸根、磷酸根、氰化物、羟基等

1.汞的形式 • 无机汞（多难溶）： • Hg2+ 2 → Hg0 + Hg2+ • 注：Hg2+ 2 = Hg+ —Hg+ • 零价的金属汞与一价汞盐几乎不溶 • 二价汞盐除了硫化汞、碘化汞外几乎均可溶解 • 有机汞（易溶）： • 通式——RHgX和R2Hg • 其中R为有机原子基团，X为无机离子如卤素原子、硫酸 根、硝酸根、磷酸根、氰化物、羟基等

2.汞化合物的毒性 难溶的汞——生物吸收困难,毒性很小 易溶的汞——容易吸收,毒性很强(其中甲基汞的毒 性最强) 毒性体现:神经麻痹以致引起死亡。 日本的水俣湾甲基汞中毒事件就是典型的汞污染事件。这类汞中毒一般 都不是通过直接饮用水被汞污染造成,而是由于甲基汞在食物链积累并 由水中的鱼类向上传递给人而引起的。水中的甲基汞到底是怎么来的?

2．汞化合物的毒性 • 难溶的汞——生物吸收困难，毒性很小 • 易溶的汞——容易吸收，毒性很强（其中甲基汞的毒 性最强） • 毒性体现：神经麻痹以致引起死亡。 • 日本的水俣湾甲基汞中毒事件就是典型的汞污染事件。这类汞中毒一般 都不是通过直接饮用水被汞污染造成，而是由于甲基汞在食物链积累并 由水中的鱼类向上传递给人而引起的。水中的甲基汞到底是怎么来的？

3汞的甲基化 汞的甲基化是由微生物依靠甲基化辅酶形成的。 汞甲基化微生物 细菌——甲烷菌、匙形梭菌、荧光假单胞菌、大肠埃希氏菌、产 气肠杆菌、巨大芽孢杆菌 真菌—粗糙链孢霉、黑曲霉、酿酒酵母等。 过程如下: 甲基化辅酶 甲基化辅酶 H g →Hg-CH3 Hg(CH3)2 CH3 CH3 鱼类体表粘液中有许多含有甲基化辅酶的微生物,他们将无机 汞转化为甲基汞,动物和人体肠道中的细菌大部分也具有这种功

3.汞的甲基化 • 汞的甲基化是由微生物依靠甲基化辅酶形成的。 • 汞甲基化微生物： • 细 菌——甲烷菌、匙形梭菌、荧光假单胞菌、大肠埃希氏菌、产 气肠杆菌、巨大芽孢杆菌 • 真 菌——粗糙链孢霉、黑曲霉、酿酒酵母等。 • 过程如下： 甲基化辅酶 甲基化辅酶 Hg2+ Hg+ -CH3 Hg(CH3 ) 2 -CH3 -CH3 • 鱼类体表粘液中有许多含有甲基化辅酶的微生物，他们将无机 汞转化为甲基汞，动物和人体肠道中的细菌大部分也具有这种功 能，因此甲基汞中毒是由微生物造成的

提问:为什么微生物进行汞的甲基化? 趋利避害解毒 V1、V2为 进出速度 甲基汞V2 V2>V1 解毒

提问：为什么微生物进行汞的甲基化？ • 趋利避害——解毒 汞 V1 甲基汞 V2 V2＞V1 解毒 V1、V2为 进出速度

4.甲基汞的降解 事实上通常情况甲基汞在天然水体中的浓度十分低? 还原 有机汞—Hg 甲基汞降解微生物:柠檬酸杆菌、假单胞菌、节杄菌、 隐球菌 提问:为什么微生物进行甲基汞的降解? 甲基能源 汞的甲基化与脱甲基化通常保持着一个动态的平衡, 从而使环境中的甲基汞浓度维持在低水平

4.甲基汞的降解 • 甲基汞降解微生物：柠檬酸杆菌、假单胞菌、节杆菌、 • 隐球菌 • 提问：为什么微生物进行甲基汞的降解？ • 甲基能源 • 汞的甲基化与脱甲基化通常保持着一个动态的平衡， 从而使环境中的甲基汞浓度维持在低水平。 事实上通常情况甲基汞在天然水体中的浓度十分低 ？ 有机汞 Hg 还原