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1、第六章水环境中微生物化学过程n n6、1天然水中的微生物生境n n微生态在不同的环境中特征是不同的。微生态在不同的环境中特征是不同的。n n生境：指生物生活的空间和其中全部生态因子的生境：指生物生活的空间和其中全部生态因子的总和。总和。n n1 1、浮游生物环境、浮游生物环境n n浮游浮游生物生物：在海洋、湖泊及河川等水域的生物中，：在海洋、湖泊及河川等水域的生物中，自身完全没有移动能力，或者有也非常弱，因而自身完全没有移动能力，或者有也非常弱，因而不能逆水流而动，而是浮在水面生活，这类生物不能逆水流而动，而是浮在水面生活，这类生物总称为浮游生物。总称为浮游生物。 拐板曲鄙人亩潦咨顾舀矿够苯彦
2、房斜另银白甄黄迫级迫梅凌星敲戒撕淳辜水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n食物链食物链 :n n不少鱼类以吃小虾，鱼虫等浮游生物为生，而小不少鱼类以吃小虾，鱼虫等浮游生物为生，而小虾鱼虫又以浮游植物为食。浮游生物是食物链中虾鱼虫又以浮游植物为食。浮游生物是食物链中的重要一环，所以我们要保护水生生物的生态，的重要一环，所以我们要保护水生生物的生态，否则，池塘，江河，湖泊就会失去渔业上的经济否则，池塘，江河，湖泊就会失去渔业上的经济价值。另外，远古时代海洋、湖泊的浮游生物曾价值。另外，远古时代海洋、湖泊的浮游生物曾是形成石油的重要基础。是形成石油的重要基础。 衫宪千赁墨晓柬朱吻郭姚剑肝
3、冉舆牲痘宵流焉须恒蓉惭汪你辰乐卒阔颅勿水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程2、底栖生物生境底栖生物（benthosbenthos）, ,生活在江河湖海底部的动植物。 与浮游环境相比，这个区域的特征是微生物的浓度显著增加。微生物的浓度取决于有机物和氧的可利用性。在界面区的下部，微生物的数量下降。妙眩剥撅请胆休儡扩掐调羽业纵匿粥捌胳违苗尼导独温疥四脐讨正鹅搬今水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n6.2天然水环境中微生物的特征n1、泉n主要存在自养生物，也存在少量的异养生物。n自养生物，也称为生产者。主要包括绿色植物和许多微生物，它们可以利用阳光、空气中的二氧化碳、水以及土壤中的无
4、机盐等，通过光合作用等生物过程制造有机物，为生态系统中各种生物的生活提供物质和能量。 烟睬蕾颐庆绿县搜萝戒必锤剔议逾惋竞裸宦真钥祥挤狭驾矫沮逊卷惕酮悯水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n异养生物指的是那些只能将外界环境中现成的有异养生物指的是那些只能将外界环境中现成的有机物作为能量和机物作为能量和碳碳的来源，将这些有机物摄入体的来源，将这些有机物摄入体内，转变成自身的组成物质，并且储存能量的生内，转变成自身的组成物质，并且储存能量的生物。如：营腐生活和寄生生活的物。如：营腐生活和寄生生活的真菌真菌，大多数种，大多数种类的细菌。类的细菌。 曹囱蝶公素锈欣仗友赂灸面恋就什阻阳提倒噶蓝
5、疏协粒腋佣煞裴得馋辱卵水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n2 2、河流和溪流、河流和溪流n n溪流汇入河流，它们又获得更多的溪流汇入河流，它们又获得更多的DOMDOM，DOMDOM的增的增加，限制了光的透过，自养群体减少，异养群体加，限制了光的透过，自养群体减少，异养群体增加。增加。n n污水排放区域明显的地方，异养群体增加污水排放区域明显的地方，异养群体增加2323个个数量级。数量级。恰姻筛节猾循体站卫惹奸顿荆砰肪洼委鹅挥扣怨沼壳着凌祷鼎割迅瀑陶笼水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n3 3、湖泊、湖泊n n（1 1）生物群落的分布）生物群落的分布n n光合细菌光合
6、细菌( (光线能够透过水体表层）；光线能够透过水体表层）；n n好氧细菌（有氧浅水层）好氧细菌（有氧浅水层）n n兼氧细菌（氧气浓度比较低）兼氧细菌（氧气浓度比较低）n n厌氧细菌（深水层和底泥）厌氧细菌（深水层和底泥）n n（2 2）湖泊中微生物的分类）湖泊中微生物的分类n n清水型微生物（洁净湖泊里，主要是化能自养和清水型微生物（洁净湖泊里，主要是化能自养和光能自养菌的清水型微生物）光能自养菌的清水型微生物）n n腐生型微生物（贫营养湖中，被污染的湖泊）腐生型微生物（贫营养湖中，被污染的湖泊）砍驹飘狈正氓眼跟爆饺端娩樟郑诅悦邀冻笔一王桨瓢状壁曝浮续梯谴贰函水环境中微生物化学过程水环境中微生
7、物化学过程n n4 4、河口水环境、河口水环境n n特点：特点：n n（1 1）盐度变化很大，微生物必须适应盐度的剧烈）盐度变化很大，微生物必须适应盐度的剧烈波动。波动。n n（2 2）全年季节都成为厌氧环境。）全年季节都成为厌氧环境。n n河流带来大量的有机物，使光穿透量有限，异养河流带来大量的有机物，使光穿透量有限，异养活性并不低。活性并不低。超蛤隆淤害撕淳店炬琢缚碉抖们艳充沙呈汁韦帖及加信妙宜滨砧酌潭南污水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n5 5、海水、海水n n特点：海水环境呈现出高度的多样性，因而存在特点：海水环境呈现出高度的多样性，因而存在多样微生物生境。多样微生物生
8、境。n n近海区：海洋中含有大量的有机物和无机盐，总近海区：海洋中含有大量的有机物和无机盐，总细菌数细菌含量很高，比比远海区高一个数量级。细菌数细菌含量很高，比比远海区高一个数量级。n n远海区：含菌数低。远海区：含菌数低。n n垂直分布上，距海面垂直分布上，距海面0-10m0-10m，由于阳光照射，细菌，由于阳光照射，细菌数量较低，浮游藻类数量较高。数量较低，浮游藻类数量较高。n n10-50m10-50m，微生物数量较多。，微生物数量较多。n n50m50m以下，随深度增加微生物减少。以下，随深度增加微生物减少。贮肾广训佐使褒内廓寓陷随嚎轮酪牡封防增峨宗漏惯牺要亚歧丫货肾垢咸水环境中微生物
9、化学过程水环境中微生物化学过程n n6 6、地下水、地下水n n微生物是地下水环境中唯一的栖息者，细菌是其微生物是地下水环境中唯一的栖息者，细菌是其中的优势类型。中的优势类型。n n特点：多数细菌群体被吸附或仅仅短暂的悬浮。特点：多数细菌群体被吸附或仅仅短暂的悬浮。活性较低。活性较低。朗步喜滔宅隘囤馁仆炭双伤殷病焊奇癣孰撬膏靠滤袜颠骏借磐谓馅刘淬贯水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n6 6、3 3有机污染物在水体中的生物降解过程有机污染物在水体中的生物降解过程n n1 1、有机化合物的生物降解、有机化合物的生物降解n n微生物降解作用：可以除去水体、固体废物、废微生物降解作用：可
10、以除去水体、固体废物、废气等介质内的有机污染物，达到无害化的目的。气等介质内的有机污染物，达到无害化的目的。n n生物降解是有机污染物转化为简单有机物和无机生物降解是有机污染物转化为简单有机物和无机物的最重要的环境过程之一，是影响污染物的归物的最重要的环境过程之一，是影响污染物的归宿和环境效应的最主要因素。宿和环境效应的最主要因素。苹及浙矮海彰沙统推鹊噪纺姑褒苯漆酬邮君袜狈醚排守佣朵尝祥厨灾挞锄水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n有机物生物降解存在两种代谢模式：有机物生物降解存在两种代谢模式：n n（1 1）生长：微生物代谢时，微生物可对有机物进）生长：微生物代谢时，微生物可对有
11、机物进行较彻底的降解或矿化，是解毒的生长基质，行较彻底的降解或矿化，是解毒的生长基质，对对环境威胁小环境威胁小 。n n（2 2）共代谢）共代谢n n某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机物才能被降解。能源时，该有机物才能被降解。 赂获蓟谚戍粪坚疡饲畴碉千砖旧帛症队被错黑壳伯勋缕肠咏曰熊蚀业云诵水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程根据微生物对有机物的降解能力大小，有机物的分类（1）易生物降解的有机物，主要指生物代谢过程中产生的物质及生物残体，如
12、蛋白质等，在酶作用下，易被最终分解为CO2、H2O、NH3等。（2）难生物降解有机物。主要指工农业活动中排出的有机污染物。如农药等，能降解，但降解速度慢。（3）不可生物降解的有机物。塑料等一些高分子合成有机物。很难分解，严格控制其生产和排放。庄蔫烧汪滴挎咸刽牲舰贿瞅颓弱芝塔淘多卿斡件渡缨殉做蛆侧咕草倍振炸水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程微生物降解与转化污染物的方式：（1）产生诱导酶：在诱导物存在时，会诱导酶合成。（2）形成突变菌株：会发生遗传物质变化，个体性状改变，形成突变菌株。（3）利用降解性质粒：降解比较难降解的有机物。如六六六。（4）组建超级菌：将不同降解质粒转移到同一个受体
13、细胞中，可以讲解复杂芳烃化合物。（5）利用共代谢方式：微生物作为能源和碳源的基质存在，以保证其生长和能量的需要。使有机物得到转化，但不能使其分子完全降解。掀倍徽荐胳袒霓综迫札络榨拣腮艘人波晌臂尤梳透柱星拭恃怔嗓慢运置贯水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n6 6、3 3有机污染物在水体中的生物降解过程有机污染物在水体中的生物降解过程n n1 1、有机化合物的生物降解、有机化合物的生物降解n多糖类的生物降解途径n纤维素、淀粉、半纤维素降解n微生物降解酶，有氧条件下，彻底降解为CO2、H2O。n无氧条件下，微生物进行厌氧发酵，将淀粉分子分解为小分子有机物和无机物（CO2、H2）。半纤维
14、素厌氧分解为各种发酵产物。n果胶质降解n原果胶可溶性果胶果胶酸半乳糖醛酸届宣轧沦看惋秧臀哇消沃土追枢炉卑遵糜谚租陡媒必台厚彩拴珠程诌茧捣水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n木质素的降解木质素的降解n n不溶于酸性、中性溶剂中，只溶于碱性溶剂中，不溶于酸性、中性溶剂中，只溶于碱性溶剂中，是植物组中最难分解的部分。降解十分缓慢，是植物组中最难分解的部分。降解十分缓慢，厌氧条件下降解更慢。厌氧条件下降解更慢。腹谷靶腮男奸搬衬背痪药莫沦宝趟陆隶测膛刊五浊神伴右黎橱勋同智谜恭水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程脂类的生物降解脂类物质不溶于水，但能溶于非极性有机溶剂。脂肪+ H2O
15、甘油+高级脂肪酸类脂质+ H2O 甘油+高级脂肪酸+磷酸+有机碱类蜡质+ H2O 高级醇+高级脂肪酸水解产物的甘油可以被环境中微生物彻底降解为CO2、H2O，脂肪较难氧化，在有氧条件经过氧化分解为CO2、H2O ，在缺氧条件下易累积。脂肪酶磷脂酶类脂类类保近膳兽鞋片川仑枪恫便敢根兆傈顺闽抠钮敌溢蛀俱斑誓训骏崩徐吴俩诡水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n蛋白质的降解蛋白质的降解n n蛋白质的分解：蛋白质被微生物蛋白酶水解为蛋白质的分解：蛋白质被微生物蛋白酶水解为肽，再经肽酶水解为氨基酸。肽，再经肽酶水解为氨基酸。n n氨基酸的转化：除了被用来合成微生物中蛋白氨基酸的转化：除了被用来
16、合成微生物中蛋白质作用，可代谢成氨和各种代谢中间产物。质作用，可代谢成氨和各种代谢中间产物。n n微生物分解利用氨基酸的主要微生物分解利用氨基酸的主要3 3种方式：脱酸作用、种方式：脱酸作用、脱氨作用、转氨作用。脱氨作用、转氨作用。谅沙蓑惨崔郊透断栈栅堤惺应襄皇查沫泞稠祖季冲体钦珊委洞它挪价怖贯水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n2 2石油微生物的降解石油微生物的降解n n烯烃最易降解，烷烃次之，芳烃难降解，多环芳烯烃最易降解，烷烃次之，芳烃难降解，多环芳烃更难，脂环烃对微生物的作用最不敏感。烃更难，脂环烃对微生物的作用最不敏感。n n1 1）烷烃类微生物降解）烷烃类微生物降解n
17、 n微生物攻击烷烃的末端甲基，酶催化，生成伯醇，微生物攻击烷烃的末端甲基，酶催化，生成伯醇，再进一步氧化为醛和脂肪酸，脂肪酸再进一步氧化为醛和脂肪酸，脂肪酸过氧化分解为CO2、H2O。n微生物攻击链烷烃的亚末端，在链内插入氧，生成仲醇，生成酮，代谢为脂，脂键断裂，生成伯醇和脂肪酸。钦馅坍阔集惋鲸摊露尝述冉琳迈穆厅睬蛋拯研逸摇民韧炉碉憾班瘴栋恃腮水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n2 2）脂环烃类微生物降解：通过共代谢进行降解。）脂环烃类微生物降解：通过共代谢进行降解。n n3 3）芳香烃微生物降解：双加氧酶作用下为二羟基）芳香烃微生物降解：双加氧酶作用下为二羟基芳香醇，在形成邻苯
18、二酚，邻苯二酚开环。芳香醇，在形成邻苯二酚，邻苯二酚开环。n n4 4）烯烃类微生物降解）烯烃类微生物降解n n双键在中间，按烷烃类降解，若双键在双键在中间，按烷烃类降解，若双键在1,21,2碳位时，碳位时，有三种可能有三种可能n n与与H2OH2O加成反应，生成醇；加成反应，生成醇；n n受单氧酶作用生成一种环氧化物，在氧化成一个受单氧酶作用生成一种环氧化物，在氧化成一个二醇；二醇；n n在分子饱和端发生反应。在分子饱和端发生反应。羚晰赵感孔叮槽沿政谅蛤惋捞固朽牙宾棋侈碰蛰拎昌染手膏掣椭傍仆肩虽水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n（3 3）人工合成微生物降解）人工合成微生物降解
19、n n1 1）农药类微生物降解）农药类微生物降解n n我国使用的农药主要是有机磷、有机氮和机氯农我国使用的农药主要是有机磷、有机氮和机氯农药。有机氯农药不易降解，最具有危险性。有机药。有机氯农药不易降解，最具有危险性。有机磷和有机氮一般都具有水溶性，在环境中容易被磷和有机氮一般都具有水溶性，在环境中容易被降解，在土壤中残留时间短。但有机磷和有机氮降解，在土壤中残留时间短。但有机磷和有机氮经微生物转化的中间产物可长期留于环境中，有经微生物转化的中间产物可长期留于环境中，有很大危害。很大危害。皖桩勃募乱勒昆吻痒卸炉闺洱摊处遣斟崭巴赫缠刚斜饵懂善胀贺撇拽柯非水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过
20、程n n2 2）多氯联苯和二噁英的微生物降解）多氯联苯和二噁英的微生物降解n na:a:多氯联苯（多氯联苯（PCBsPCBs）微生物降解）微生物降解n nPCBsPCBs有毒，化学性质及其稳定，在环境中很难分有毒，化学性质及其稳定，在环境中很难分解，它是脂溶性的，在脂肪中大量积累。解，它是脂溶性的，在脂肪中大量积累。n n微生物能降解（产碱杆菌和不动杆菌）微生物能降解（产碱杆菌和不动杆菌）n nb:b:二噁英微生物降解二噁英微生物降解多氯二苯并二噁英（PCDD)多氯二苯并呋喃(PCDF)辗肉敌滥矢兑蔗筑焰作脸雇吕祟貌朵挽勺扑堰透豌兼婶庚罐镜租碍闺炎油水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程
21、n n 二噁英是对人体最有毒的化合物之一。是生产农二噁英是对人体最有毒的化合物之一。是生产农药和化工产品的杂质和副产品，性质相当稳定，药和化工产品的杂质和副产品，性质相当稳定，在环境中很难降解，可稳定存在与大气中、土壤、在环境中很难降解，可稳定存在与大气中、土壤、水体中。水体中。n n在一定条件下，可被微生物降解，其可降解性随在一定条件下，可被微生物降解，其可降解性随取代氯的增多而减弱。取代氯的增多而减弱。乘席迸聊泳贡掠跺穗妊招揭絮巧弗询竞神窒杨篷桅组煌盅搐帜闹垂蒋小讹水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n nc:c:酚类化合物酚类化合物n n采用活性污泥法易于分解一元酚和二元酚，三元
22、采用活性污泥法易于分解一元酚和二元酚，三元酚难于分解。酚难于分解。n n氯代或硝基代一元酚大多容易生物降解，五氯酚氯代或硝基代一元酚大多容易生物降解，五氯酚降解时间较长。降解时间较长。n n一般说来，导入甲基，分解性能变得良好。并与一般说来，导入甲基，分解性能变得良好。并与甲基的位置相关，对位最易降解。甲基的位置相关，对位最易降解。猫斜跃纬蛛蜘图拧全裸朱服桅吾夺坝跳泅蔼戚亡潮郎秧屠赔攀余屿榴譬惫水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n nd:d:塑料塑料n n塑料制品具有生物化学惰性，在环境中可长期存塑料制品具有生物化学惰性，在环境中可长期存留并造成危害。直接以塑料为碳源生长的微生物留并
23、造成危害。直接以塑料为碳源生长的微生物并不多。分解作用的三种方式：并不多。分解作用的三种方式：生物物理代谢：引起塑料制品的机械破坏。生物化学代谢:作用于聚合物。直接酶作用：引起氧化分解。仙宽疼孜祁芝獭强给诸犊肮宾按抒侈翌例雹传舰典吗拄斧绍荡此拉戊汝佯水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n塑料塑料 微生物降解微生物降解n n可降解塑料的开发研究可降解塑料的开发研究n n增加许多脆弱的化学键；增加许多脆弱的化学键；n n制造新型塑料，用制造新型塑料，用PHB(PHB(脂肪族聚脂酯）作原料。脂肪族聚脂酯）作原料。n n用微生物生产用微生物生产PHBPHB。曲霉光解涂遏融淮佯铆坊洗窄子乘倪
24、贴砌航恼方桩失毁讶谢望划秸彝匣渭涎掇裁找水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n ne:e:合成洗涤剂微生物的降解合成洗涤剂微生物的降解n n洗涤剂的基本成分：表面活性剂。分为阳离子型、洗涤剂的基本成分：表面活性剂。分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性电解质。只要阴离子阴离子型、非离子型和两性电解质。只要阴离子型洗涤剂。型洗涤剂。n n特点：有大量不消失的泡沫，废水一般偏碱性。特点：有大量不消失的泡沫，废水一般偏碱性。n n主要的降级方式：主要的降级方式：生长：以表面活性剂为唯一碳源和能源的微生物。共代谢降解性基质谨煮架朋哑娃煞甄是柒粒硝赔警攒磐煤侦捌唁饼膳篇烧魄宗泄晨掸节荒值水环境中
25、微生物化学过程水环境中微生物化学过程n nf:f:染料的降解染料的降解n n燃料分为：偶氮类染料、蒽醌染料、硫化染料、燃料分为：偶氮类染料、蒽醌染料、硫化染料、三芳基甲烷染料和杂环染料。生产的废水用常规三芳基甲烷染料和杂环染料。生产的废水用常规方法很难处理。方法很难处理。n n染料生物降解性与燃料结构有关。染料生物降解性与燃料结构有关。n n苯环上的取代基：苯环上的取代基：苯环上的取代基：苯环上的取代基：n n羟基、氨基、胺基促进偶氮染料降解；羟基、氨基、胺基促进偶氮染料降解；n n甲氧基、磺酸基、硝基、甲基、羧基抑制偶氮染甲氧基、磺酸基、硝基、甲基、羧基抑制偶氮染料降解。料降解。n n结论：
26、促进基团越多，染料易被降解，抑制基团结论：促进基团越多，染料易被降解，抑制基团越多，越不易被降解。越多，越不易被降解。夜纺辑秃起侍颗缴搽俏甚实焚戍捕凛叭偶蘸故抒阐擒砧迢仆形迄曲枫蚂咐水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n不同取代基在苯环上的位置不同取代基在苯环上的位置n n羧基类偶氮染料脱色顺序为邻位间位对羧基类偶氮染料脱色顺序为邻位间位对位；位；n n羟基和磺酸基偶氮染料脱色顺序对位间位羟基和磺酸基偶氮染料脱色顺序对位间位邻位；邻位；n n结构相似，分子量越大，越不易降解结构相似，分子量越大，越不易降解浚咙薛年骗续雁烧述府墅蜒沿厅秤竹缅普符赃狸者瘦呆架敝迁噬辐倒居獭水环境中微生物
27、化学过程水环境中微生物化学过程n n6 6、4 4天然水体中的生物自净过程天然水体中的生物自净过程n n1 1、水体自净、水体自净 指受污染的水体由于物理、化学、指受污染的水体由于物理、化学、生物等方面的作用，使污染物浓度逐渐降低，经生物等方面的作用，使污染物浓度逐渐降低，经一段时间后恢复到受污染前状态的过程。一段时间后恢复到受污染前状态的过程。n n2 2、自净作用、自净作用物理自净物理自净 ：污染物进入水体后，可沉性固体逐：污染物进入水体后，可沉性固体逐渐沉至水底形成污泥，悬浮物、胶体和性污染渐沉至水底形成污泥，悬浮物、胶体和性污染物则因混合稀释而逐渐降低浓度。物则因混合稀释而逐渐降低浓度
28、。 尔联掸句滓王北页庙伤那呵箔扛艳俭橱免涪透壕疲介俊缠嫌痈蔫耍雹爽恿水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程化学自净：污染物进入水体后经络合、氧化还化学自净：污染物进入水体后经络合、氧化还原、沉淀反应等而得到净化。原、沉淀反应等而得到净化。 生物自净：在生物的作用下，污染物的数量减生物自净：在生物的作用下，污染物的数量减少，浓度下降，毒性减轻或消失。少，浓度下降，毒性减轻或消失。柜鞋睡资财烦逊步湍孵议钻梨氨租骗恋衔蘸槛站挛步运皱航正峦隐贴殿昧水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n水的净化及污水处理水的净化及污水处理水的净化及污水处理水的净化及污水处理n n水体自净水体自净n n
29、水的软化水的软化n n水的净化水的净化n n城市污水系统城市污水系统n n典型工业污水处理流程典型工业污水处理流程薛乌伦咎补终夹潍姓父鹿肥途鳃颇潍熏省沤酌眷贯镑睹关簇确又铱耶智俞水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n水体自净水体自净n n进入水体有机物不多，其耗氧量没有超过水体中进入水体有机物不多，其耗氧量没有超过水体中氧的补充量，溶解氧始终保持在一定的水平上，氧的补充量，溶解氧始终保持在一定的水平上，表明水体自净能力，水体迅速恢复原状。分解产表明水体自净能力，水体迅速恢复原状。分解产物：物：H H2 2O O、COCO2 2 、NONO3 3 、SOSO4 42-2-。n n如有
30、机物多，溶解氧来不及补充，水体中溶解氧如有机物多，溶解氧来不及补充，水体中溶解氧迅速下降，导致缺氧甚至无解，有机物转而进行迅速下降，导致缺氧甚至无解，有机物转而进行厌氧分解厌氧分解。分解产物。分解产物NHNH3 3、H H2 2S S、CHCH4 4, ,使水质恶化使水质恶化。民筒宴蒲骑愚靶里陡听翰呢供荡溜聋哉赴伏南百伴径泼预走索两井砧嚷冲水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程丽吞还什偷洲跺耿抨计彦糊歹肖拌愚幕舅茅厕宽治株帝赠割测余设狡邻饵水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n根据图得知：根据图得知：n n清洁区：溶解氧持于平衡状态；清洁区：溶解氧持于平衡状态；n n分解区：
31、溶解氧降低，大气中氧又不能即使补充，分解区：溶解氧降低，大气中氧又不能即使补充，氧垂直线开始下降，有好氧分解转化为厌氧分解。氧垂直线开始下降，有好氧分解转化为厌氧分解。n n腐化区：水中溶解氧由小增大（水底中氧化过程腐化区：水中溶解氧由小增大（水底中氧化过程结束，达到有机化，有机物完全分解）。结束，达到有机化，有机物完全分解）。n nP P值减小，值减小，R R值增大。值增大。n n结论：有机物引起水体污染的两种效应即微生态结论：有机物引起水体污染的两种效应即微生态学和溶解氧减低效应相互关联。学和溶解氧减低效应相互关联。浇刁娟潘梯挨侮绷尾旦脓穷库袖瓦戈漱掇晒涵篱辞笋择汀晒莽凉叹绵诸胎水环境中微
32、生物化学过程水环境中微生物化学过程n n6 6、5 5水体中金属微生物转化水体中金属微生物转化n n1 1、铁的氧化还原、铁的氧化还原n n（1 1）铁的氧化）铁的氧化n nPHPH4.54.5时，时，FeFe2+ 2+ FeFe3+ 3+ Fe(OH)Fe(OH)3 3; ;n nPH4.5PH4.5时时, Fe, Fe2+ 2+ 氧化极慢，氧化极慢， Fe Fe2+ 2+ 的氧化主要是铁的氧化主要是铁氧化菌的作用。氧化菌的作用。n n（2 2）铁的还原）铁的还原n n1 1）O O2 2 消耗，造成缺氧环境，消耗，造成缺氧环境， Fe Fe3+3+接受电子，被接受电子，被还原为还原为FeF
33、e2+2+。氧化OH_炼胯擅讼政碎植翟晰租柄蛔启掷献蹲拨痔炉该籍嘉哭佳辐英腰跋侦锋烂塘水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n2 2）存在的）存在的NONO3 3- -、COCO3 32-2-、SOSO4 42-2-以及有机酸，使以及有机酸，使n nFeFe3+ 3+ FeFe2+ 2+ n n2 2、汞的氧化、还原和甲基化、汞的氧化、还原和甲基化n n环境中汞的三种形式：环境中汞的三种形式：HgHg2 22+2+，HgHg2+2+和和HgHg0 0。n n(1)(1)汞的氧化还原汞的氧化还原n n1 1）氧化）氧化n nHg+OHg+O2 2 HgHg2+2+还原细菌血迢膏糙挖留褥
34、拂鞘娥水桐蓖泥治柱咙驶掌幌一环怒噎裙饵蛤殊沮溢镀筛水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n2 2）还原）还原n nCHCH3 3HgHg+ + + 2H Hg+CH+ 2H Hg+CH4 4+H+H+ +n nHgClHgCl2 2 + 2H Hg+2HCl + 2H Hg+2HCl n n结论：使得有机汞和无机汞中的结论：使得有机汞和无机汞中的HgHg2+2+还原为元素还原为元素HgHg，形成，形成HgHg蒸汽挥发至大气减轻蒸汽挥发至大气减轻HgHg在环境中的毒性。在环境中的毒性。氏罗饿殖掇啄蚁砌绕层烬驼见岳旁教嗓钎实邹畸性庸羊阐佃进赃熙匠踪授水环境中微生物化学过程水环境中微生物化
35、学过程n n（2 2）汞的甲基化）汞的甲基化n n水体中汞由于微生物的作用，沉积物中的无机汞水体中汞由于微生物的作用，沉积物中的无机汞能转变成剧毒的甲基汞。能转变成剧毒的甲基汞。n n中性或碱性条件下，主要是二甲基汞，进入大气，中性或碱性条件下，主要是二甲基汞，进入大气，污染得到扩散。污染得到扩散。n n弱酸条件下，主要分解为甲基汞，溶于水，易为弱酸条件下，主要分解为甲基汞，溶于水，易为鱼吸收，进入人体。酸性水中捕获的鱼含汞较高，鱼吸收，进入人体。酸性水中捕获的鱼含汞较高，反之则低。反之则低。n n日本著名的水俣病就是食用含有甲基汞的鱼造成日本著名的水俣病就是食用含有甲基汞的鱼造成的。的。佳雾
36、孕古滥烂侗衰触恢雷典带婚雨宿淮孤模衷嚏晋脑米讣产京稿郡她柑能水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n微生物除微生物除HgHg的主要方法：的主要方法：n n选育高效抗汞微生物处理含选育高效抗汞微生物处理含HgHg废水。废水。n n采用活性污泥除去采用活性污泥除去HgHg。n n采用滤池法除去采用滤池法除去HgHg。n n使用硫化氢沉淀使用硫化氢沉淀HgHg。髓雏湛农冲堰共缸零抛嚏汲靶资近焦广荤乱甚锡役河贸勋判曾曾麦质涧为水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n3 3、锰的氧化还原、锰的氧化还原n nMnMn2+2+是水溶性的。是水溶性的。n nPHPH值较高时，中性水体中表层
37、值较高时，中性水体中表层MnMn2+2+n n Mn Mn2+ 2+ MnOMnO2 2n n4 4、砷的氧化、还原的甲基化、砷的氧化、还原的甲基化n nAsAs是人体维持生命必须的微量元素，过量有毒性并致癌。元素AsAs几乎无毒，几乎无毒，AsAs的有机、无机有毒，的有机、无机有毒，AsAs3+3+比比AsAs5+5+大。大。氧化控烙运傣草彦俞仗半啥令浇狭回瞥漆歌高代荒拜梁吵查瘴猎烈酥韩握缎襟水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n（1 1）AsAs的氧化还原的氧化还原n n湖泊中、土壤中湖泊中、土壤中: :n n亚砷酸盐亚砷酸盐 砷酸盐（使之毒性降低）砷酸盐（使之毒性降低）n n
38、海洋中：海洋中：n nAsAs5+ 5+ AsAs5+5+( (增大毒性）增大毒性）氧化微生物微生物还原钞墨禄晶墓戈喀肛灰狮微衡侈俐蜂感颊氟所驾得北剪凡园很迅揣禹表伊谊水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n（2 2） As As的甲基化的甲基化n n水体无机砷化合物还可被环境中厌氧细菌还原而水体无机砷化合物还可被环境中厌氧细菌还原而产生甲基化，形成有机砷化合物。但一般认为甲产生甲基化，形成有机砷化合物。但一般认为甲基砷及二甲基砷的毒性仅为砷酸钠的基砷及二甲基砷的毒性仅为砷酸钠的1/2001/200，砷的，砷的生物有机化过程，亦可认为是自然界的解毒过程。生物有机化过程，亦可认为是自然
39、界的解毒过程。但是三甲基砷缺是有剧毒，并且容易挥发进入空但是三甲基砷缺是有剧毒，并且容易挥发进入空气。气。便妙夜月涪涨吱砍露常仑师颅豺韵想霉蒂缆驾忽李尖愁溜捷吼剿鄙炬袱落水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程n n5 5、硒的氧化还原、硒的氧化还原n n1 1）Se Se 硒酸盐（毒性增强）硒酸盐（毒性增强）n n2 2）CuSe CuSe SeSe (毒性降低)n3）微生物把元素硒、有机或无机硒转化为二甲基硒化物（毒性明显降低）。紫色硫细菌微生物汞糟臻汐运卧讹丸倍哩董泡蔗讫渍炼骡钳夏愚狈晚酬淮粟厅敲偏群瞎胳稻水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程耙惩贺综疥摈夸漂懒幻犹扫堤判芹练慈姓遂蜘丧身捷条誊殷蔫猎英诫餐插水环境中微生物化学过程水环境中微生物化学过程
