環(huán)境工程微生物學(2)-資料下載頁
2025-01-16 09:29本頁面
【正文】 有氧條件下，通過硫細菌的作用將 H2S氧化為元素S，再進而氧化為硫酸。 革蘭氏陰性桿菌，從氧化含硫無機物過程中獲得能量，產(chǎn)生硫酸。 硫桿菌廣泛分布于土壤、淡水、海水中，不同種類的硫桿菌要求的環(huán)境 pH不同，氧化硫硫桿菌～ ，氧化亞鐵硫桿菌 ～ ，排硫桿菌 — 中性和偏堿性 將 H2S氧化為 S，并將硫粒積累在細胞內(nèi)。 ①絲狀硫磺細菌：貝日阿托氏菌 發(fā)硫菌 辮硫菌屬 亮發(fā)菌 透明顫菌屬在生活污水和含硫工業(yè)廢水的生物處理過程中出現(xiàn)。含硫化物較多時，貝日阿托氏菌和發(fā)硫菌過度生長引起活性污泥絲狀膨脹。 ②光能自養(yǎng)硫細菌 含細菌葉綠素，在光照下， 將 H2S氧化為 S。 水體處于缺氧狀態(tài)時，含硫無機鹽在微生物的還原作用下形成 H2S。 在混凝土排水管和鑄鐵排水管中，如有硫酸鹽存在，管底常因缺氧而產(chǎn)生 H2S。 H2S上升到污水表層或逸出空氣層，與污水表面溶解氧相遇， H2S被硫化細菌或硫磺細菌氧化為硫酸，使混凝土管和鑄鐵管受到腐蝕。 第五節(jié) 磷循環(huán) 第五節(jié) 磷循環(huán) 生物體中的含磷有機物有核酸、磷脂、植素。 1)核酸 核酸 核苷酸 核苷＋磷酸 嘧啶＋核糖 氨 含磷有機物的轉(zhuǎn)化 核酸酶 水解 核苷酸酶 核苷酶 水解 脫氨基 2)磷脂 卵磷脂是含膽堿的磷酸脂，可被微生物卵磷脂酶水解為甘油、脂肪酸、磷酸和膽堿。 膽堿再分解為氨、二氧化碳、有機酸和醇。 3)植素 植素是由植酸和鈣 、 鎂結(jié)合而成的鹽類 。 植素在土壤中分解很慢 ， 經(jīng)微生物的植酸酶分解為磷酸和二氧化碳 。 磷酸鹽的轉(zhuǎn)化 洗滌劑中的磷酸鹽為可溶性的磷酸鈉 土壤中的磷酸鹽則主要是難溶的磷酸鈣 微生物產(chǎn)酸 土壤中的難溶磷酸鹽 可溶性磷酸鹽 洗滌劑中的可溶性磷酸鹽 卵磷脂、核酸、 ATP 厭氧條件下，磷酸鹽還可以被梭狀芽孢桿菌、大腸桿菌等還原為 PH3。（自燃 — 鬼火） + 8H H3PO4 PH3↑ 4H2O 第六節(jié) 鐵、錳的循環(huán) 所有的生物都需要鐵，而且要求溶解性的二價亞鐵鹽，二價和三價鐵的轉(zhuǎn)化受 pH和氧化還原電位影響。 pH為中性和有氧時，二價鐵氧化為三價鐵的氫氧化物。無氧時，存在大量二價鐵。 二價鐵還能被鐵細菌氧化為三價鐵。在含有機物和鐵鹽的水管中一般都有鐵細菌存在。常因水管中有酸性水而將鐵轉(zhuǎn)化為溶解性的二價鐵，鐵細菌就轉(zhuǎn)化二價鐵為三價鐵（銹鐵）沉積于水管壁上。 趨磁性細菌 1975年 ,有人用顯微鏡研究鹽澤的泥漿沉淀物時 ,觀察到有些微生物持續(xù)不變地向一個方向游動 ,它們聚集在一滴污水的某一邊緣 .這是一種趨光性反應嗎 ?不是 ,因為不管落在顯微鏡片上的光怎樣分布 ,細菌總是游向同一個邊緣 ,甚至當顯微鏡被木盒蓋住、轉(zhuǎn)向或移放到其它房間時，細菌仍然游向同一方向。 這究竟是怎么一回事呢？它的這種運動與地球的磁場有關(guān)嗎 實際上這是一種趨磁性行為。實驗證明：當把一小滴泥漿用暗場照明的顯微鏡在低倍率（約 80倍）下放大檢查時，游動的、折射光的細菌看起來像一些游動的小光點。在只有地磁場而沒有其它磁場作用時，一些細菌就持續(xù)不斷地向北游動，并聚集在小水滴的北面的邊緣。如果把一條形磁鐵放在附近，細菌就游向吸引羅盤針指向北端的那一極。 引起趨磁性的內(nèi)因是：在細菌的細胞質(zhì)內(nèi)有一些 50nm寬的小顆粒，每一顆粒是一個單磁場。這樣的小顆粒稱為磁小體。它們通常是立方體或八面體、平行于細胞的長軸排列成單鏈或雙鏈。 ? 趨磁性的最簡單解釋是，一個正在游動的細菌由于地磁場施加于磁性小體的轉(zhuǎn)動力矩而被動地指向。例如，當磁場強到幾個高斯時，細菌會很好地選取擇方向且有較大的波動速度。磁場較弱時，由于受熱擾動影響，定向能力較弱，在磁場方向中游速就較慢。 ? 人們發(fā)現(xiàn)鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細菌等生物體中存在超微的磁性顆粒，使這類生物在地磁場導航下能辨別方向，具有回歸的本領(lǐng)。 ? 趨磁細菌是一類在外磁場的作用下能作定向運動并在體內(nèi)形成納米磁性顆粒－磁小體的細菌，其主要分布于土壤、湖泊和海洋等水底污泥中。趨磁細菌細胞內(nèi)磁小體的主要成分為 Fe3O4和 Fe3S4。 ? 趨磁性細菌寄生在水中或水底的污泥中，只在水或沉積物的某一個深度繁殖。高于這個位置，氧氣過多會令它們無法承受；低于這個位置，氧氣又過于稀少。 在重力對它幾乎不起作用的情況下，有浮力的細胞是怎樣辨別上下的呢？ ? 這種細菌內(nèi)部有約 20個磁力晶體組成的鏈，每個晶體直徑在 35到 120納米之間。這些晶體共同組成了一個微型的羅盤。因為地球磁場在大部分地方都是傾斜的，趨磁性細菌就根據(jù)磁場上下游動到達它的目的地。有著相似構(gòu)造的人工磁力晶體 . ? 在信息存儲中的應用：磁小體具有超微性（納米級）、均勻性和無毒性，可生產(chǎn)品位高的磁性生物材料，國外已開始了高清晰、高保真的大容量超高密度磁記錄材料的開發(fā)。 ? 在傳感技術(shù)中的應用：日本研究人員已成功地將磁小體用于新型生物傳感器的研究開發(fā)中。將抗體固定在磁小體微粒上，可定性或定量地檢測多種蛋白抗原。 ? 在醫(yī)療衛(wèi)生上的應用：作為酶、藥物或核酸（ DNA、 RNA）的載體：把藥物或抗體等固定在磁小體上，在外磁場的作用下，變成“運載火箭”直接轟擊靶區(qū) 病灶，從而提高對癌細胞等的殺傷力。 ? 制備磁化細胞：日本學者成功地將羊紅細胞與趨磁細菌的細胞利用原生質(zhì)體融合技術(shù)，獲得具有磁敏感性的融合子 磁性紅細胞，在磁場的作用下，磁性紅細胞仍保持原來形態(tài)。 ? 趨磁細菌還可望用于廢水處理、發(fā)酵工業(yè)、人體內(nèi)廢物“透析”，加工含鐵食品和飲料等領(lǐng)域，因此具有巨大的不可估量的應用價值和市場開發(fā)前景。
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