【正文】 甚至僅經(jīng)共代謝作用除去個別基團，也可變有毒為無毒。l 放線菌 厭氧條件下，鏈霉菌 (Streptomyces)和諾卡氏菌 (Norcardia)兩個屬中都有能降解 DDT為 DDD的種存在。曲霉菌屬 (Aspergillus)216。l 對人、畜毒害最大的污染元素有汞，鎘，鉛三種金屬和砷，硒兩種非金屬，具中等毒性的有鉻，鎳，鉬、鋅等金屬元素。 l 在自然界，汞以三種狀態(tài)存在： Hg0、 Hg+、 Hg2+。CH3HgCH3Hg0CH3HgCH3CH3Hg+Hg0 + CH4CH3 Hg+Hg2+ + Hg0Hg+ + Hg+HgS化學反應細菌細菌細菌CH4魚細菌細菌沉積物水大氣汞循環(huán)的可能途徑利用細菌消除汞污染u從 G+和 G細菌中分離出的許多質(zhì)粒上都發(fā)現(xiàn)有抗重金屬的基因。溶于水后生成亞砷酸 (H3AsO3)亞砷酸離子 (3+)比砷酸 (H3AsO4)離子 (5+)更毒。l 細胞的不同部位對重金屬離子的吸附機理包括絡合、螯合、離子交換、轉(zhuǎn)化、吸收和無機微沉淀等。l 許多微生物細胞，不論死活，都具有同樣好的吸附性質(zhì)。磷酸基與鈾形成穩(wěn)定的復合物，羧基只有當磷酸基飽和時才起作用。許多研究表明細菌及其產(chǎn)物對溶解態(tài)的金屬離子有很強的絡合能力。u細胞壁結(jié)合金屬離子有 3個主要的機理：吸附、微沉淀和晶核作用。真菌細胞壁是多層、微纖維結(jié)構(gòu)。u能與 F形成很強化學鍵的金屬離子就稱為 “硬金屬 ”，如 Na+、 Mg2+和 Ca2+等。 252。研究結(jié)果表明，在微生物處理重金屬廢水過程中，被動吸附是細胞吸收的主要形式。離子交換過程常受溶液 pH的影響，其最佳酸度在 pH3～ 4之間。如幾丁質(zhì)和脫乙酰幾丁質(zhì)復合物上的大量磷酸鹽和葡萄糖醛酸，它們可以通過各種機制與金屬結(jié)合，其中磷酸、羰基以及蛋白質(zhì)和幾丁質(zhì)上的含 N配位體對金屬都有很強的絡合能力。z缺點：水相中的雜質(zhì)沉積到吸附劑表層后會影響反應器的水流狀態(tài)。 l 大多數(shù)生物吸附材料是使用具有特殊結(jié)合金屬離子能力的 死亡菌體 制成的。l 制備生物吸附劑的一個方法是從發(fā)酵工業(yè)獲得廢菌體，并用它從溶液中吸附重金屬。 l 闡明有關(guān)的金屬溶液化學和金屬結(jié)合位點的結(jié)構(gòu)、研究能增強其吸附性質(zhì)的化學或生物學方法等都是尋找具有高選擇性和高吸附能力的高效生物吸附劑的關(guān)鍵，必將會使生物吸附劑在將來有更廣泛的應用。 ③ 高級礦產(chǎn)技術(shù)有限公司，該公司開發(fā)了以芽孢桿菌為基礎的廣譜生物吸附劑。l 由于重金屬離子對活的微生物具有毒性，影響了微生物的生長與繁殖，因此活細胞的應用受到了一定的限制。 3．固定床式反應器 n 在固定床式反應器中，顆粒狀的吸附劑以固體床層方式填充于反應器中，含重金屬的廢水自上而下緩慢地通過床層。l 在原核生物和真核生物的外表面，含有能和金屬離子發(fā)生反應的各種活性基團，這些活性基團一般來自磷酸鹽、胺、蛋白質(zhì)和各種碳水化合物，其分子內(nèi)含有的 N、 P、 S和 O等電負性較大的原子或基團，能與金屬離子發(fā)生螯合或絡合作用。與這些多糖的陽離子發(fā)生離子交換。l 被動吸附是指細胞表面覆蓋的胞外多糖(EPS)、細胞壁上的磷酸根、羧基、巰基、胺基等基團以及胞內(nèi)的一些化學基團與金屬間的結(jié)合。 （三）微生物對金屬的吸附l 細胞轉(zhuǎn)化是指微生物代謝產(chǎn)生的及細胞自身的一些還原性物質(zhì)將氧化態(tài)的毒性重金屬離子還原為無毒性的沉淀。 l 大多數(shù)海藻細胞壁的外面有一層黏性物質(zhì)，這類物質(zhì)因含有糖醛酸而具有很大的結(jié)合金屬離子的能力。外膜通過脂蛋白或離子鍵 (Mg2+、 Ca2+等 )結(jié)合到肽聚糖上。 細菌細胞壁 （ 1）革蘭陽性細菌的細胞壁l 肽聚糖帶有陰離子基團，具有網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，允許分子量為 1 200～ 70000的分子通過。細菌是地球上最豐富的微生物，地球上的總生物量大約為 1018g，細菌占了其中的大部分。細胞壁上具有較高的磷酸鹽含量。他描述了在清除污染的過程中增殖的微生物 “有巨大表面積的膠狀基質(zhì)能吸附放射性材料 ”。l 氧化為砷酸鹽： 如無色桿菌、假單孢菌、黃桿菌、節(jié)桿菌和產(chǎn)堿桿菌能將亞砷酸鹽氧化為砷酸鹽；l 還原成亞砷酸鹽： 甲烷細菌，脫硫弧菌，某些微球菌在厭氧條件下又能將砷酸鹽還原成毒性更強的亞砷酸鹽。三、砷的污染和微生物轉(zhuǎn)化l 砷是非金屬元素，在自然界主要以氧化物 (如白砷石 As2O3， )和硫化物 (如雄黃 As4S4，雌黃 As2S3)存在。l這兩種類型的甲基汞是否穩(wěn)定決定于它們的形成速率和排除速率，因為，有些微生物能還原甲基汞成 Hg0和甲烷。隨著工業(yè)廢水的排放，農(nóng)藥的應用和煤炭，石油的燃燒，汞被不斷地引入自然環(huán)境。 五氯苯酚（ PCP）l 防腐劑、除草劑、殺蟲劑和殺菌消毒劑l 性質(zhì)穩(wěn)定，有劇毒l 優(yōu)先控制污染物五氯苯酚（ PCP）的微生物降解第三節(jié) 有毒元素的污染與微生物作用 l 被污染的土壤和水體的有毒元素主要來自工業(yè)廢水，廢渣和垃圾。諾 卡菌屬 (Norcardia)216。五氯苯醇 真菌病害水稻無害，被吸附防治水稻殘茬共代謝作用五氯苯醇被轉(zhuǎn)化為三氯或四氯化苯酸抑制 水稻后作植物翻耕無防治作用消效作用 一種酶促去毒作用2,4一二氯苯氧乙酸2,4二氯苯酚2,4二氯苯氧丁酸MM(植物毒素 )(對植物無毒 )六、 幾種農(nóng)藥的微生物轉(zhuǎn)化 DDT [2,2雙 (對氯苯基 ) 1,1,1三氯乙烷 ] l在土壤中，導致農(nóng)藥降解的主導因子是細菌、真菌和放線菌的代謝作用 Cl CH ClCl3CCCl3CHR2CCl3CHR2CCl3CHR2 CNCHR2CCl2CHR2 CCl3CR2Dicofol DDT DDNDDD DDECHCl2CR2CH2ClCHR2DDMUDDMSCH3CR2CH3CHR2DDNUDDNSCH2OHCHR2COOHCHR2DDA DDOHCH2R2 CHOHR2 DBNDDMCH2R COOH CR O R COOHPCPA PCBADBPCl CH C OHO Cl COHOCl CH ClCl3C降解 DDT的微生物類群l 據(jù) Brown的資料，厭氧條件下，有 10屬 23種細菌能對 DDT發(fā)生不同程度的脫氯作用。微生物作用使苯環(huán)裂解鄰苯二酚粘康酸酮己二酸琥珀酸、乙酸CO H2O縮合或共軛形成 包括將有毒分子或其一部分與另一有機化合物相結(jié)合，從而使農(nóng)藥或其衍生物失去活性。 n農(nóng)藥安全系數(shù) (SC)生物學過程或微生物 草甘膦 樂果 地亞農(nóng) 莠去津 滅草隆 福美雙 威百畝土壤呼吸硝化作用氨化作用纖維素分解腐生細菌腐生真菌腐生放線菌微小藻類根瘤菌100100100100100100100100 1001 100100100100 100100100100 22 3 15