生物修复-第四章

《生物修复-第四章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物修复-第四章（44页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第四章第四章 影响生物修复的污染物特性影响生物修复的污染物特性优先污染物与目标污染物优先污染物与目标污染物1污染物化学结构对生物修复的影响污染物化学结构对生物修复的影响2污染物的降解方式对生物修复的影响污染物的降解方式对生物修复的影响3污染物的生物可利用性对生物修复的影响污染物的生物可利用性对生物修复的影响4第一节第一节 优先污染物与目标污染物优先污染物与目标污染物v 污染物的概念与内涵污染物的概念与内涵 任何物质或能量以不适当的浓度、数量、速率、形态和途径任何物质或能量以不适当的浓度、数量、速率、形态和途径进入并作用于环境系统，对环境系统产生伤害或损坏，就是进入并作用于环境系统，对环境系统产

2、生伤害或损坏，就是环境污染物环境污染物（pollutants） 任何物质，既包括通常认为的有害物质，也包括了一些无害任何物质，既包括通常认为的有害物质，也包括了一些无害甚至有益的物质甚至有益的物质 进入环境的污染物一般按其性质分为物理性污染物、化学性进入环境的污染物一般按其性质分为物理性污染物、化学性污染物和生物性污染物污染物和生物性污染物v 优先污染物优先污染物 从众多污染物中挑选出的一些重要的污染物优先进行控制从众多污染物中挑选出的一些重要的污染物优先进行控制，这就是，这就是优先污染物优先污染物（priority pollutants） 确定优先污染物的原则：确定优先污染物的原则： 环境赋

3、存量大、分布广泛、检出率高，或者毒性强、残留时环境赋存量大、分布广泛、检出率高，或者毒性强、残留时间长、易积累的污染物质间长、易积累的污染物质 一般的，优先污染物包括难降解有机污染物、重金属污染一般的，优先污染物包括难降解有机污染物、重金属污染物、氮磷等富营养化物质等物、氮磷等富营养化物质等v 目标污染物目标污染物 在生物修复工程中，拟从环境中去除或减低危害的污在生物修复工程中，拟从环境中去除或减低危害的污染物，又称靶污染物（染物，又称靶污染物（target pollutants）今后今后2020年内受关注的化学污染物年内受关注的化学污染物类型化学污染物有机污染物PAHs、PCBs、CFCs、

4、PCDDs、PCDFs、石油烃、酚、氯酚、有机磷杀虫剂、有机氯杀虫剂、氯化有机物、除草剂、有机染料、洗涤剂、需氧有机物等无机与有机其他 CO2、CO、NOx、H2S、SO2、CH4金属污染物Al、As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Ni、Se、Ti、Zn等、有机金属（Hg、Pb、Sn）、放射性核素营养类污染物N(NO3-、NO2-、NH4+)、P、S第二节污染物化学结构对生物修复的影响第二节污染物化学结构对生物修复的影响v 污染物化学结构特性污染物化学结构特性生物可利用性生物可利用性是否可生物降解是否可生物降解v 有机物化学结构对生物降解的影响有机物化学结构对生物降解的影响 结构简单的有机物先

5、降解，结构复杂的后降解结构简单的有机物先降解，结构复杂的后降解 分子量小的有机物比分子量大的有机物易降解分子量小的有机物比分子量大的有机物易降解 聚合物和高分子化合物抗微生物降解聚合物和高分子化合物抗微生物降解 难以通过微生物细胞膜进入微生物细胞内，微生物的胞内酶难以通过微生物细胞膜进入微生物细胞内，微生物的胞内酶不能对其发生作用不能对其发生作用 因其分子较大，微生物的胞外酶也不能靠近并破坏化合物分因其分子较大，微生物的胞外酶也不能靠近并破坏化合物分子内部敏感的反应键子内部敏感的反应键 各类有机化合物的生物降解各类有机化合物的生物降解 烃类化合物的生物降解烃类化合物的生物降解链烃比环烃易生物降

6、解链烃比环烃易生物降解单环烃比多环芳烃易生物降解单环烃比多环芳烃易生物降解长链比短链易降解长链比短链易降解不饱和烃比饱和烃易分解不饱和烃比饱和烃易分解支链化合物一般支链越多，愈难降解支链化合物一般支链越多，愈难降解 醇、酚、醛、酸、酯、醚、酮、胺、腈的生物降解醇、酚、醛、酸、酯、醚、酮、胺、腈的生物降解酸、酯醇、酚、醛酮、醚胺、腈酸、酯醇、酚、醛酮、醚胺、腈 农药的降解农药的降解氯代烃类（氯代烃类（DDT） 表面活性剂的降解表面活性剂的降解与基团位置、链的形态有关与基团位置、链的形态有关 其他其他有机化合物主链上的其他原子常比碳原子的生物可利用度有机化合物主链上的其他原子常比碳原子的生物可利用

7、度低，其中氧的影响最显著，其次是硫和氮低，其中氧的影响最显著，其次是硫和氮碳原子上的氢都被烷基或芳香基取代，就会形成对生物氧碳原子上的氢都被烷基或芳香基取代，就会形成对生物氧化和降解的阻抗化和降解的阻抗较高级的卤代化合物难于在好氧条件下降解，但厌氧条件较高级的卤代化合物难于在好氧条件下降解，但厌氧条件下易与生物降解下易与生物降解有机化合物极性越强越易生物降解有机化合物极性越强越易生物降解 化学基团对生物降解的影响化学基团对生物降解的影响 功能团对生物降解的影响功能团对生物降解的影响羧基、羟基或氨基取代至苯环上，新形成的化合物（苯酚羧基、羟基或氨基取代至苯环上，新形成的化合物（苯酚和苯胺）比原来

8、的化合物（苯）易降解，和苯胺）比原来的化合物（苯）易降解，甲基、硝基和氯取代基取代至芳香环上，使化合物的生物甲基、硝基和氯取代基取代至芳香环上，使化合物的生物降解性能较苯环降低降解性能较苯环降低卤代作用能降低化合物的可生物降解性，尤其是间位取代卤代作用能降低化合物的可生物降解性，尤其是间位取代的苯环，抗生物降解更明显（五氯硝基苯）的苯环，抗生物降解更明显（五氯硝基苯） 取代基对生物降解的影响取代基对生物降解的影响取代基位置的影响取代基位置的影响 不同化合物，邻、间、对位置不同，其生物降解也不同不同化合物，邻、间、对位置不同，其生物降解也不同 甲酚系列物中，对位取代较易生物降解甲酚系列物中，对位

9、取代较易生物降解 氯取代的苯酚，邻位取代的氯酚较易生物降解氯取代的苯酚，邻位取代的氯酚较易生物降解 氯原子取代基在同一苯环上要比在两个苯环上容易生物氯原子取代基在同一苯环上要比在两个苯环上容易生物降解降解取代基数量的影响取代基数量的影响 取代基的种类和数量越多，生物降解难度越大取代基的种类和数量越多，生物降解难度越大取代基碳链的影响取代基碳链的影响 取代基链越长，生物降解越困难取代基链越长，生物降解越困难 有机物结构影响生物降解性能的原因有机物结构影响生物降解性能的原因 空间阻碍空间阻碍有些化合物的分子太大以至于微生物胞内酶难以接触到其有些化合物的分子太大以至于微生物胞内酶难以接触到其分子中心

10、易降解的部分，从而不易起到降解作用分子中心易降解的部分，从而不易起到降解作用 毒性抑制毒性抑制有些硝基苯类化合物，有些硝基苯类化合物，不同不同Ph值呈现不同状态，值呈现不同状态，pH值较值较低时以化合态存在，较高时以游离态存在，一般游离态硝低时以化合态存在，较高时以游离态存在，一般游离态硝基苯类化合物的毒性比化合态更大，可生物降解性能降低基苯类化合物的毒性比化合态更大，可生物降解性能降低 增加反应步数增加反应步数支链的增加会降低化合物的生物降解支链的增加会降低化合物的生物降解 有机物的生物可得性下降有机物的生物可得性下降有机化合物由于其结构的变化造成其理化特性（包有机化合物由于其结构的变化造成

11、其理化特性（包括溶解性、吸附性和跨膜运输能力）也发生改变，括溶解性、吸附性和跨膜运输能力）也发生改变，使其生物可得性下降使其生物可得性下降第三节第三节 污染物的降解方式对生物修复的影响污染物的降解方式对生物修复的影响v 共代谢的含义共代谢的含义 微生物不能利用基质作为能源和组分元素的有机物转化方式微生物不能利用基质作为能源和组分元素的有机物转化方式称为共代谢（称为共代谢（co-metabolism） 一般认为，共代谢微生物不能从辅助底物（非生长基质）的一般认为，共代谢微生物不能从辅助底物（非生长基质）的氧化过程中获得有用的能量，因此，共代谢微生物群体的细氧化过程中获得有用的能量，因此，共代谢微