農(nóng)藥及其它危險(xiǎn)性-wenkub.com
2024-12-30 03:12 本頁(yè)面
【正文】 l 以海藻酸鹽 NaAlg為例來(lái)說(shuō)明二價(jià)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(lái)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(diǎn)和理解金屬吸附機(jī)理。 l 另一個(gè)生物吸附劑的豐富來(lái)源是海洋。 ② 生物回收系統(tǒng)有限公司 (北美，拉斯維加斯 )，該公司用硅膠或聚丙烯酰胺凝膠固定的淡水藻小球藻（ Chlorella）菌體開(kāi)發(fā)了吸附或回收金屬離子的生物吸附劑。這些生物吸附材料既可以在低濃度的重金屬?gòu)U水中回收重金屬，也可以在較高的金屬離子濃度下操作。 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。 4．脈沖接觸式反應(yīng)器 l 脈沖接觸式反應(yīng)器是指在 適宜的進(jìn)水水力負(fù)荷 條件下，吸附達(dá)到 飽和的生物吸附劑 能夠及時(shí)地從反應(yīng)器進(jìn)入 再生系統(tǒng) ，新鮮的吸附劑同時(shí)從脈沖槽中快速補(bǔ)充，反應(yīng)器的吸附劑采取 “吸附 — 排空— 補(bǔ)充 ”的方式周期運(yùn)行。含重金屬的廢水和吸附劑均連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器中，經(jīng)混合后形成懸浮液，在適宜的運(yùn)行條件下，吸附反應(yīng)結(jié)束，懸浮液經(jīng)過(guò)濾器將吸附劑和廢水進(jìn)行分離。五、生物吸附工藝過(guò)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?gòu)U水只有充分接觸、實(shí)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。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。離子交換隨不同的菌種和生長(zhǎng)條件而變化，生長(zhǎng)條件可影響細(xì)胞上磷酸根和羰基的比例，從而影響對(duì)不同金屬的吸收，一般過(guò)渡金屬被優(yōu)先吸收，而堿金屬、銨、鎂、鈣則不被吸收。二價(jià)金屬離子能夠與這些多糖的陽(yáng)離子發(fā)生離子交換。u微生物對(duì)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(qiáng)的金屬離子代替的過(guò)程。 l 細(xì)胞吸收主要有兩種形式 —— 主動(dòng)吸收和被動(dòng)吸附。 陰溝腸桿菌 (Enterobacterchoacae)能將 Mo6+還原形成鉬藍(lán)而凈化 Mo6+廢水，在這一過(guò)程中 NADH和 N,N,N,N,— 四甲基 — 對(duì)苯二胺作為 Mo6+ 還原的氫供體，并且 Mo6+ 還原還與糖酵解和電子傳遞有關(guān) . 252。這些機(jī)理可以單獨(dú)起作用，也可以與其他機(jī)理結(jié)合在一起起作用，這取決于吸附過(guò)程的條件和環(huán)境。相反，與 F形成弱化學(xué)鍵的金屬離子被稱(chēng)為 “軟金屬 ”，比如 Hg2+、 Cd2+和 pb2+等，一般都是有毒的重金屬。 海藻細(xì)胞壁l 海藻細(xì)胞壁在結(jié)構(gòu)上類(lèi)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(wú)定性的物質(zhì)。 l 幾丁質(zhì)是 N乙酰 D葡萄糖胺的聚合物；纖維素是由 91,4糖苷鍵連接起來(lái)的吡喃型葡萄糖的聚合物；非纖維性的葡聚糖是己糖和戊糖，有時(shí)是糖醛酸的聚合物。 216。 微生物細(xì)胞壁結(jié)合金屬離子的能力不僅與功能基團(tuán)的數(shù)量、類(lèi)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。 EPS主要由蛋白質(zhì)和多糖構(gòu)成，其比率大約為 3:1。根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)和組成，細(xì)菌細(xì)胞壁帶有負(fù)電荷使得細(xì)菌表面具有陰離子的性質(zhì)。 216。大腸桿菌有羧基，而巨大芽孢桿菌同時(shí)具有羧基和磷酸基。 實(shí)驗(yàn)依據(jù)：216。使用死的微生物細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用可以分開(kāi)進(jìn)行，以便更好地控制生物吸附劑吸附重金屬離子的。 二、生物吸附的由來(lái)l 生物吸附這一概念由 Ruchhoft等人于 1949年首先提出，他用活性污泥法從廢水中回收了 239pu，單級(jí)處理獲得了 60％的回收率。 l 金屬陽(yáng)離子可被細(xì)胞表面的負(fù)電荷位點(diǎn)所吸附。許多微生物能將污水和污泥中的砷轉(zhuǎn)化成三甲基砷。l 具揮發(fā)性的三甲基砷也對(duì)人體有毒害作用。 利用細(xì)菌消除汞污染uChakrabarty把抗汞質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到惡臭假單孢菌中，在含 50~70?g/ml HgCl2的培養(yǎng)液中，該菌仍能生長(zhǎng)，并將離子汞轉(zhuǎn)化成 Hg0。某些抗藥性質(zhì)粒同時(shí) 也具有抗汞和抗砷的基因。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(yú)類(lèi)和貝類(lèi)中，人食用了含汞的魚(yú)、貝以后，可引起腦細(xì)胞的破壞而死亡。 Hg+常成二聚體： Hg+Hg+，但其可進(jìn)行如下的化學(xué)歧化作用：Hg+Hg+ Hg2+ + Hg0u主要的汞礦是硫化物， HgS俗稱(chēng)朱砂；u溶解性極低，在厭氧環(huán)境中一般無(wú)變化，通氣條件下 HgS發(fā)生氧化作用，這可能是由于硫桿菌屬的細(xì)菌作用，形成了 Hg2+。 二、汞的污染和微生物轉(zhuǎn)化 l 在土壤和水體等自然環(huán)境中，汞的濃度很低，一般不超過(guò) 1ppm，但由于它在工業(yè)中被廣泛利用，煤炭，石油等燃料中也含有一定量的汞，同時(shí)，它也是某些農(nóng)藥的成份。l 污染的重要特征是能轉(zhuǎn)化成各種不同形態(tài)，并通過(guò)分散和富集作用而遷移。棒桿菌屬 (Corynebaeterium)l 微生物對(duì)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(gè)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(lái)。假 單孢 菌屬 (Pseudomomas)216。生 孢 食 纖維 菌屬(Spotooytophaga)216。 l 真菌 綠色木霉DDT DDD + ( DDE)尖孢鐮刀菌DDT DDD 或 DDE 林丹 (Lindane) (高丙體六六六 )ClClClClClClClClClClClClB. cereusE. coliClo. sporogenes+u具有降解能力的微生物：臘樣芽孢桿菌生孢梭菌 (Clostridium sporogenes)和大腸桿菌 (E. coli)惡 臭假 單孢 (P. putida)菌 的 分解活性最 強(qiáng) 。 改變毒性譜 一類(lèi)具有生態(tài)意義的轉(zhuǎn)化作用，它能將對(duì)某一類(lèi)生物有毒的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成影響另一類(lèi)生物的產(chǎn)物。 五、微生物轉(zhuǎn)化農(nóng)藥的方式五、微生物轉(zhuǎn)化農(nóng)藥的方式 2．活化作用 經(jīng)微生物作用后變無(wú)毒為有毒或使有毒物質(zhì)毒性加劇。 還原作用NO2 NH2對(duì)硫磷 氨基對(duì)硫磷M還原醌類(lèi) 酚類(lèi)M還原M還原生成 硫醇環(huán)裂解 芳香環(huán)在微生物產(chǎn)生的雙加氧酶的作用下，使環(huán)裂開(kāi)。 酰胺及酯的水解 許多農(nóng)藥是無(wú)機(jī)酸類(lèi)的脂，如磷酸酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑 (對(duì)硫磷，馬拉硫磷 )，或是酰胺類(lèi)，如苯胺類(lèi)除草劑。系數(shù)小于 1時(shí)，對(duì)各類(lèi)土壤微生物都有抑制作用。 l 酚類(lèi)除草劑 (五氯酚鈉、二硝基磷甲酚 )對(duì)土壤真菌、硝化細(xì)菌和好氧纖維分解菌有抑制作用，對(duì)其它腐生細(xì)菌沒(méi)有明顯影響。l農(nóng)藥的持留性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)
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