第三章 污染治理生物技术 第六节 有害有机污染
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营养盐
添加氮、磷等营养物质一般可以促进石油的生物降解
图
环 烷 烃 降 解 途 径
6-5-7
图
芳 香 烃 百度文库 合 物 好 氧 代 谢 途 径
6-5-8
（2）环境因素对烃氧化微生物的影响
碳氢化合物种类 烃类化合物的溶解度 不同微生物种群对原油的降解能力不同 温度及压力 温度升高分解速率加快，压力加大分解速率减慢 溶解氧
烃类化合物的降解主要在好氧条件下完成
图6-5-3
氯代烷烃的微生物降解
2.卤代有机物在厌氧混合培养条件下 的生物降解
（1）卤代芳烃
氯代苯甲酸
氯酚类
氯苯类
图6-5-4
五氯酚（PCP)厌氧混合培养条件下脱氯与 降解的假设途径
进入环境中的农药有些是可以生物降 解的，如有机磷农药。有些则是难以生物 降解的，如有机氯农药。环境因子，如土 壤的pH、温度、含水量、有机质含量、粘 度及气候等均影响农药的降解。
生成非芳香结构产物后通过自发水解脱卤或β-氧 化消去卤化氢。
先脱卤后开环
图6-5-1
3-和4-氯苯甲酸的水解脱氯
先开环后脱卤
图6-5-2
开环后脱卤素
（2）卤代脂肪烃
卤代脂肪烃的氧化模式主要有以下两种：
利用烷烃的细菌通过加氧酶将分子氧引入到 有机分子中。 一些能以卤代脂肪烃为唯一碳源和能源的微 生物以这类化合物为初始底物代谢。
二、卤代烃类降解
1.卤代有机物在好氧混合培养条件下的生物降解
（1）卤代芳烃
卤代芳香化合物的生物降解是指其芳香环开裂形成中 间代谢物及其有机卤素的矿化。生物降解的唯一重要 限速步骤是卤素取代基从有机化合物中的脱除，它主 要通过以下两种途径发生： 在降解的初期通过还原、水解或氧化分解去除机理 消除卤素；
1.农药分子结构与微生物降解的关系
图6-5- 5
2,4-D、 2,4,5-T苯胺灵、毒草胺的分子结构
表1
具有不同取代基的苯酚完全降解所需的时间
时间/周 化合物 邻位 氯苯酚 甲氧酚 甲基酚 硝基酚 苯酚 3 2 ① 1 间位 7 1 7 1 2 对位 ① 1 3 1
① ：八周后仍存在
2.农药浓度与微生物降解的关系
农药的种类不同对微生物的影响不同。农 药的浓度同样影响其生物降解。有些农药在低 浓度范围时对微生物是无毒害的，甚至可以刺 激某一类微生物的生长。但在高浓度时，一般 均会影响土壤中微生物的代谢活性。
3.降解农药的活性微生物
在已分离到的降解不同农药的微生物 中，大多数含有降解性质粒。 目前，除了从土壤中分离高效活性降 解菌外，研究热点开始集中在用基因工程 技术定向选育遗传工程菌株方面。
添加氮、磷等营养物质一般可以促进石油的生物降解
图
环 烷 烃 降 解 途 径
6-5-7
图
芳 香 烃 百度文库 合 物 好 氧 代 谢 途 径
6-5-8
（2）环境因素对烃氧化微生物的影响
碳氢化合物种类 烃类化合物的溶解度 不同微生物种群对原油的降解能力不同 温度及压力 温度升高分解速率加快，压力加大分解速率减慢 溶解氧
烃类化合物的降解主要在好氧条件下完成
图6-5-3
氯代烷烃的微生物降解
2.卤代有机物在厌氧混合培养条件下 的生物降解
（1）卤代芳烃
氯代苯甲酸
氯酚类
氯苯类
图6-5-4
五氯酚（PCP)厌氧混合培养条件下脱氯与 降解的假设途径
进入环境中的农药有些是可以生物降 解的，如有机磷农药。有些则是难以生物 降解的，如有机氯农药。环境因子，如土 壤的pH、温度、含水量、有机质含量、粘 度及气候等均影响农药的降解。
生成非芳香结构产物后通过自发水解脱卤或β-氧 化消去卤化氢。
先脱卤后开环
图6-5-1
3-和4-氯苯甲酸的水解脱氯
先开环后脱卤
图6-5-2
开环后脱卤素
（2）卤代脂肪烃
卤代脂肪烃的氧化模式主要有以下两种：
利用烷烃的细菌通过加氧酶将分子氧引入到 有机分子中。 一些能以卤代脂肪烃为唯一碳源和能源的微 生物以这类化合物为初始底物代谢。
二、卤代烃类降解
1.卤代有机物在好氧混合培养条件下的生物降解
（1）卤代芳烃
卤代芳香化合物的生物降解是指其芳香环开裂形成中 间代谢物及其有机卤素的矿化。生物降解的唯一重要 限速步骤是卤素取代基从有机化合物中的脱除，它主 要通过以下两种途径发生： 在降解的初期通过还原、水解或氧化分解去除机理 消除卤素；
1.农药分子结构与微生物降解的关系
图6-5- 5
2,4-D、 2,4,5-T苯胺灵、毒草胺的分子结构
表1
具有不同取代基的苯酚完全降解所需的时间
时间/周 化合物 邻位 氯苯酚 甲氧酚 甲基酚 硝基酚 苯酚 3 2 ① 1 间位 7 1 7 1 2 对位 ① 1 3 1
① ：八周后仍存在
2.农药浓度与微生物降解的关系
农药的种类不同对微生物的影响不同。农 药的浓度同样影响其生物降解。有些农药在低 浓度范围时对微生物是无毒害的，甚至可以刺 激某一类微生物的生长。但在高浓度时，一般 均会影响土壤中微生物的代谢活性。
3.降解农药的活性微生物
在已分离到的降解不同农药的微生物 中，大多数含有降解性质粒。 目前，除了从土壤中分离高效活性降 解菌外，研究热点开始集中在用基因工程 技术定向选育遗传工程菌株方面。