ch8微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用(編輯修改稿)
2025-02-02 14:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 35 ?氮循環(huán)包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用、及固氮作用 。 ?Lead line of N cycle? 蛋白質(zhì)氨基酸反硝化硝化反硝化NO 3 －NO 2 －植物蛋白吸收N 2固氮死亡食用氨化硝化NH 3動(dòng)物蛋白死亡尿素排泄36 碳循環(huán) 37 蛋白質(zhì)水解與氨基酸轉(zhuǎn)化 (Hydrolization) 蛋白質(zhì) →胨 →肽 →氨基酸 分解蛋白質(zhì)的微生物 好氧細(xì)菌： 枯草芽孢桿菌 、 巨大芽孢桿菌 、 蕈狀芽孢桿菌等 兼性厭氧菌： 變形桿菌 、 假單胞菌 厭氧菌： 腐敗梭狀芽孢桿菌 、 生孢梭狀芽孢桿菌 致病菌： 鏈球菌 、 葡萄球菌 真菌： 曲霉 、 毛霉 、 木霉 放線菌： 鏈霉菌 含氮有機(jī)物有： 蛋白質(zhì)、氨基酸 、尿素、 胺、腈化物、硝基化合物等。 38 2. 氨基酸的轉(zhuǎn)化 (氨化作用 Ammonification) (1)脫氨作用 ：有機(jī)氮化合物在氨化微生物的脫氨基作用 (Deamination)下產(chǎn)生氨的過(guò)程稱為氨化作用 (Ammonifier) 。 ? 氧化脫氨 ?還原脫氨 COOHCH 3CH 2NH 2COOH＋2H ＋ NH 3甘氨酸 TCA循環(huán)CH 3CO OHCO OHCH 3CH NH 2 + O 2 CO ＋ NH 3丙氨酸39 斯提克蘭反應(yīng)： 生芽孢桿菌對(duì)糖的代謝能力差，只能以一種氨基酸作為供氫體，以另一種氨基酸作為受氫體進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，從而得到能量的現(xiàn)象。 CH 3CHNH 2COOHNH 3CH 2COOH＋ 2 ＋ 2H 2 O NH 33COOHCH 33＋ CO 2＋丙氨酸 甘氨酸 乙酸 40 ? 水解脫氨 ? 減飽和脫氨 (2) 脫羧作用 CHO HCH 3COO HCH 3CHN H 2COO H＋ H 2 O ＋ NH 3COO HCOO HCH 2COO HCHN H 2COO HCHCHNH 3＋CH 3 CH 2 NH 2CH 3CHNH 2COOHCO 2＋41 氨化細(xì)菌 參與氨化作用的細(xì)菌 好氧性：熒光假單胞菌、 靈 桿菌 厭氧性：腐敗梭菌 兼性菌：變形桿菌。 42 尿素的氨化 ?用酚紅可檢驗(yàn)此反應(yīng)，呈紅色說(shuō)明有氨產(chǎn)生。 ? 分解尿素的微生物：尿八疊球菌、尿小球菌等。 ? 尿素分解時(shí)不放出能量，故不能作為能源， 只能作為氮源 。 NH 2NH 2O C 2H 2 O＋ NH 3(NH 4 ) 2 CO 3 2 H 2 OCO 2＋ ＋尿素酶 自行分解 43 硝化作用 (Nitrification) —— 在 有氧 條件下，氨經(jīng) 亞硝酸菌和硝酸菌(Nitrite bacteria and Nitrate bacteria)的作用轉(zhuǎn)化為硝酸的過(guò)程。 微生物： 硝化細(xì)菌 ， G－ ， 為 好氧自養(yǎng) 菌，適宜在 中性和偏堿性環(huán)境 中生長(zhǎng)， 不需要有機(jī)營(yíng)養(yǎng) 。 2NH3＋ 3O2→2HNO2＋ 2H2O＋ 619kJ 2HNO2 ＋ 3O2→2HNO3＋ 201kJ Total: NH4+＋ 2O2→2H + ＋ NO3＋ H2O ＋ 201kJ 44 45 硝化作用的分析： ? 硝化細(xì)菌 嚴(yán)格好氧 ，曝氣池 DO應(yīng)在 23mg/L； ?1g氨氮完全硝化 耗氧 （ NOD）； ?1g氨氮完全硝化 消耗 ，硝化細(xì)菌對(duì) pH十分敏感，應(yīng)保證污水中足夠堿度； ?硝化細(xì)菌為 化能自養(yǎng) 菌，應(yīng)控制硝化池 BOD5小于 80mg/L （否則異養(yǎng)菌占優(yōu)勢(shì)）； ?硝化細(xì)菌 世代時(shí)間長(zhǎng) ，一般為幾天，平均 ，因此，污泥齡應(yīng)較長(zhǎng)。 46 反硝化作用 (Denitrification) —— 硝酸鹽在 缺氧 時(shí)，在兼性厭氧的反硝化細(xì)菌（硝酸鹽還原菌）作用下，還原為亞硝酸鹽和氮?dú)獾倪^(guò)程。 反應(yīng)式 : 2NO3＋ 10H + →2OH ＋ N2＋ 4H2O 反硝化作用的危害 ①（農(nóng)業(yè)上） 會(huì)使土壤肥力降低； ② （污水處理）影響二沉池的出水水質(zhì)； ③ （水體中）產(chǎn)生致癌物質(zhì)亞硝酸胺，危害人體健康。 47 反硝化作用的三種結(jié)果 ① 硝酸鹽 →氨 →氨基酸、蛋白質(zhì)及其它含氮物質(zhì)；（同化反硝化） ② 硝酸鹽 →氮?dú)?；（異化反硝化? ③ 硝酸鹽 →亞硝酸。 （異化反硝化） 類型 含有反硝化細(xì)菌種的一些屬 有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 假單胞菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、芽孢桿菌屬、 土壤桿菌屬、黃桿菌屬、芽生桿菌屬、 鹽桿菌屬、慢生根瘤菌屬 化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)
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