【正文】 富集作用而遷移。某些抗藥性質(zhì)粒同時 也具有抗汞和抗砷的基因。 l 金屬陽離子可被細(xì)胞表面的負(fù)電荷位點所吸附。大腸桿菌有羧基，而巨大芽孢桿菌同時具有羧基和磷酸基。 微生物細(xì)胞壁結(jié)合金屬離子的能力不僅與功能基團的數(shù)量、類型和接近方式有關(guān)，而且與細(xì)胞壁網(wǎng)絡(luò)的孔徑、細(xì)胞壁骨架的空隙率有關(guān)，其中細(xì)胞壁骨架的空隙率決定沉淀和晶核的形狀和數(shù)量。相反，與 F形成弱化學(xué)鍵的金屬離子被稱為 “軟金屬 ”，比如 Hg2+、 Cd2+和 pb2+等，一般都是有毒的重金屬。u微生物對金屬離子的吸附是可逆的l 離子交換是與細(xì)胞物質(zhì)結(jié)合的金屬離子被另一些結(jié)合能力更強的金屬離子代替的過程。五、生物吸附工藝過程 1．間歇攪拌式反應(yīng)器l 在間歇攪拌式反應(yīng)器中，顆粒狀的生物吸附劑與重金屬廢水只有充分接觸、實現(xiàn)固液兩相的均相混合，才能有效地去除廢水中的重金屬離子。這些生物吸附材料既可以在低濃度的重金屬廢水中回收重金屬，也可以在較高的金屬離子濃度下操作。 l 以海藻酸鹽 NaAlg為例來說明二價金屬離子(Me2+)與多糖之間的離子交換： l 2NaAlg + Me2+ — Me(Alg) 2 十 2Na+l 研制新的微生物固定化技術(shù)來生產(chǎn)新的生物吸附劑、選育新的具有不同的或更好的生物吸附性質(zhì)的微生物新品種、闡明與生物吸附作用有關(guān)的細(xì)胞壁成分、確定生物吸附劑內(nèi)的金屬結(jié)合位點和理解金屬吸附機理。 六、生物吸附劑的應(yīng)用 l 使用具有吸附金屬離子能力的活性污泥或生物膜可在某種程度上從含有重金屬離子的工業(yè)廢水中收集和回收重金屬離子。螯合作用和絡(luò)合作用都是金屬離子與生物吸附劑之間的主要作用方式。 l 細(xì)胞吸收主要有兩種形式 —— 主動吸收和被動吸附。 海藻細(xì)胞壁l 海藻細(xì)胞壁在結(jié)構(gòu)上類似于真菌細(xì)胞壁，它是由多層的微纖維素骨架所構(gòu)成的，其主要成分是纖維素，并夾雜有一些無定性的物質(zhì)。 EPS主要由蛋白質(zhì)和多糖構(gòu)成，其比率大約為 3:1。 實驗依據(jù)：216。許多微生物能將污水和污泥中的砷轉(zhuǎn)化成三甲基砷。l甲基汞的毒性比汞 Hg+或 Hg2+大 100倍，神經(jīng)毒素，在水體中較多地富集于魚類和貝類中，人食用了含汞的魚、貝以后，可引起腦細(xì)胞的破壞而死亡。棒桿菌屬 (Corynebaeterium)l 微生物對苯氧乙酸的代謝速率和程度各不相同，除黑曲霉 (Aspergillus niger)只能把羥基引入芳香環(huán)外， 其余的各個種都能完全地或近乎完全地降解苯乙酸，使其失去芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)，并使分子上的氯釋放出來。 改變毒性譜 一類具有生態(tài)意義的轉(zhuǎn)化作用，它能將對某一類生物有毒的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成影響另一類生物的產(chǎn)物。系數(shù)小于 1時，對各類土壤微生物都有抑制作用。一、農(nóng)藥的使用及對土壤的污染一、農(nóng)藥的使用及對土壤的污染二、農(nóng)藥在土壤中的持留性二、農(nóng)藥在土壤中的持留性l 持留時間長，控制病蟲害和雜草的效果則愈好；但對土壤和環(huán)境的污染也越嚴(yán)重。l 由于這些化學(xué)物質(zhì)對人有致畸、致突變和致癌作用，故稱為危險性化合物（hazardous chemicals）。l 共酶現(xiàn)象是指一些污染物（非生長底物）不能作為微生物生長的唯一碳源，而只能在生長底物被利用時，通過微生物產(chǎn)生的酶，將該污染物轉(zhuǎn)化為不完全的氧化物。l 根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)，各種有機化合物的降解性能可以排成如下順序： 脂肪酸 有機磷酸鹽 長鏈苯氧基脂肪酸 短鏈苯氧基脂肪酸 單基取代苯氧基脂肪酸 三基取代苯氧基脂肪酸 硝基苯 氯代烴類 。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。諾 卡菌屬 (Norcardia)216。隨著工業(yè)廢水的排放，農(nóng)藥的應(yīng)用和煤炭，石油的燃燒，汞被不斷地引入自然環(huán)境。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。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 ”。細(xì)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(xì)菌占了其中的大部分。外膜通過脂蛋白或離子鍵 (Mg2+、 Ca2+等 )結(jié)合到肽聚糖上。 （三）微生物對金屬的吸附l 細(xì)胞轉(zhuǎn)化是指微生物代謝產(chǎn)生的及細(xì)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。與這些多糖的陽離子發(fā)生離子交換。 3．固定床式反應(yīng)器 n 在固定床式反應(yīng)器中，顆粒狀的吸附劑以固體床層方式填充于反應(yīng)器中，含重金屬的廢水自上而下緩慢地通過床層。 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(chǔ)的廣譜生物吸附劑。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。z缺點：水相中的雜質(zhì)沉積到吸附劑表層后會影響反應(yīng)器的水流狀態(tài)。離子交換過程常受溶液 pH的影響，其最佳酸度在 pH3～ 4之間。 252。真菌細(xì)胞壁是多層、微纖維結(jié)構(gòu)。許多研究表明細(xì)菌及其產(chǎn)物對溶解態(tài)的金屬離子有很強的絡(luò)合能力。l 許多微生物細(xì)胞，不論死活，都具有同樣好的吸附性質(zhì)。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 在自然界，汞以三種狀態(tài)存在： Hg0、 Hg+、 Hg2+。曲霉菌屬 (Aspergillus)216。通常與礦化作用聯(lián)系，但有的化合物即使沒有礦化，只是部分降解，甚至僅經(jīng)共代謝作用除去個別基團，也可變有毒為無毒。表 312 部分l Wainringht 認(rèn)為，各種除草劑，如苯氧羧酸類 (2,4D， 2甲 4氯 )，氯代醋酸衍生物 (三氯醋酸鈉 )，取代脲類 (敵草隆，滅草隆、利谷隆、草不隆、莠谷隆 )，三莠氯苯類 (西瑪津，阿特拉津、撲滅凈、撲草凈 )等的常規(guī)用量對腐生真菌、細(xì)菌和放線菌的數(shù)量和種類組成都沒有明顯的影響，但取代脲類和三氮苯類能抑制藻類的發(fā)育。l 一類降解除草劑 Fermon(N,N二甲基 N苯基脲 )的微生物群落，包括 3種 Corynforms菌、 1種假單孢菌和一種產(chǎn)堿菌 (Alicaligenes sp.)，它們均能夠單獨降解 Fermon。 每周以 6000種的速度增加；216。l 統(tǒng)計顯示，我國農(nóng)藥的使用量已達(dá) 50~60萬 t/a。 l 安全系數(shù) (SC)： 能使某類微生物數(shù)量下降 50％的化學(xué)農(nóng)藥的濃度 (LC50)和實際使用濃度（ mg/kg土）之比。2,4DB(2,4二氯苯氧丁酸 ) (無毒 )2,4 D （一種除草劑）微生物結(jié)合 通過復(fù)合或加成作用，使微生物的代謝產(chǎn)物與農(nóng)藥結(jié)合，形成更復(fù)雜的物質(zhì)，如氨基酸、有機酸、甲基或其它基團加在作用底物上。無色桿菌屬 (Achromobacter)216。Hg2+ + NADPH + H+ Hg0 + 2H+ + NADP+l 有些細(xì)菌能將 Hg2+轉(zhuǎn)化成甲基汞和二甲基汞，實驗室內(nèi)，芽孢桿菌屬，梭菌屬，