【正文】 有機硫化物的礦化（硫化氫釋放） 生物體 有機硫 SO42 H2S 原素 S （一）硫 素 循 環(huán) （二）細菌瀝濾 銅礦的細菌瀝濾原理 四、 磷素循環(huán) （一）不溶性無機磷的可溶化 （二）可溶性無機磷的有機化 （三）有機磷的礦化 （ 1） （ 3） （ 2） 第四節(jié)、微生物與環(huán)境保護 環(huán)境中的主要污染物 環(huán)境污染： 指土壤或水體等生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能受外來有害因素的破壞而失去了平衡，導致物質(zhì)流、能量流無法正常運轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。 例：土壤自凈能力、水體自凈能力的喪失。 無毒有機物 有毒有機物 無毒無機物 有毒無機物 一、 水體的污染 —— 富營養(yǎng)化 二、用微生物治理污染 三、沼氣發(fā)酵與環(huán)境保護 一、 水體的污染 —— 富營養(yǎng)化 （ 一 ） 水體的富營養(yǎng)化 水體中因氮 、 磷等元素含量過高 ， 引起水體表層的藍細菌和藻類過量生長繁殖的現(xiàn)象 。 是水體受到污染并使水體自身的正常生態(tài)失去平衡的結(jié)果 。 現(xiàn)象：下層水體缺光 、 少氧 ， 大量死藻因異養(yǎng)細菌的分解而進一步造成了厭氧 、 有毒 （ H2S） 的環(huán)境 。 產(chǎn)生大量的有機物 （ 藻類 ） ， 異養(yǎng)微生物氧化這些有機物 ， 耗盡水中的氧 ， 使厭氧菌開始大量生長和代謝 ， 并分解含硫化合物 ， 產(chǎn)生 H2S， 從而導致水有難聞的氣味 ， 并由于缺氧引起魚和好氧微生物的死亡 ， 最終引起水體出現(xiàn)大量沉淀物和顏色異常 。 （ 二 ） “ 水華 ” 、 “ 赤潮 ” “ 水華 ” （ “ 水花 ” ） 淡水水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象 。 溫暖季節(jié) ， 水體中 N/P達 15 ~ 20/1時 ， 浮游藻類 、 藍細菌突然快速繁殖 ， 使水體變得渾濁 ， 水面形成一薄層藍 、 綠色的藻體和泡沫 ， 從而形成所謂的 “ 水花 ”或 “ 水華 ” （ water bloom） 。 “ 赤潮 ” 河口 、 港灣或淺海等咸水區(qū)水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象 。 在海洋中 ， 某些甲藻類 、 藍細菌 、 原生動物等大量繁殖 ， 從而使海水出現(xiàn)紅色或褐色 ， 即所謂的 “ 赤潮 ”（ “ 紅潮 ” red tides） 。 “ 水華 ” 、 “ 赤潮 ” 等大面積水體污染一旦發(fā)生，很難治理，預防是關(guān)鍵。 （一）污水處理的微生物處理 二、用微生物治理污染 污水的種類很多，有生活污水、工業(yè)有機污水（如屠宰、造紙、淀粉和發(fā)酵工業(yè)等的污水）、工業(yè)有毒污水（農(nóng)藥、炸藥、石油化工、電鍍、印染、制革等工業(yè)污水）和其他污水等。 其中所含的各種有害物質(zhì)，例如農(nóng)藥、炸藥（ TNT、黑索金等）、多氯聯(lián)苯（ PCB）、多環(huán)芳烴（致癌劑）、酚、氰和丙烯腈等的污染后果尤為嚴重。在污水處理方法中，最關(guān)鍵、最有效和最常用的方法是微生物處理法。 微生物處理污水的原理 用微生物凈化污水的過程，實質(zhì)上就是在污水處理裝置這一小型人工生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，利用不同生理、生化性能的微生物類群間的協(xié)同作用而進行的一種物質(zhì)循環(huán)過程。 當高 BOD5的污水進入污水處理裝置后，其中的自然微生物區(qū)系在好氧條件下，根據(jù)其中營養(yǎng)物質(zhì)或有毒物質(zhì)的情況，在客觀上造成了一個選擇性的培養(yǎng)條件，并隨著時間的推移，發(fā)生了微生物區(qū)系的有規(guī)律的更迭，從而使水中的有機物或毒物不斷被降解、氧化、分解、轉(zhuǎn)化或吸附沉降，進而達到去除污染物和沉降、分層的效果。 自然去除廢氣后的低 BOD5清水，可流入河道。而經(jīng)好氧性微生物處理后的廢渣 —— 活性污泥或生物膜的殘余物，是比原來污水的 BOD5更高的有機物，它們可通過厭氧處理（又稱污泥消化或沼氣發(fā)酵）而生產(chǎn)出有用的沼氣和有機肥料。 （ 1） BOD（ biochemical oxygen demand） 是一種表示水中有機物含量的 間接指標，一般指在 20℃ 下， 1L污水中所含的有機物（主要 是有機碳源），在進行微生物 氧化時， 5日內(nèi)所消耗的分子 氧的毫克數(shù)（或 ppm數(shù)）。 生（物）化需（耗）氧量、 BOD 5 污水處理中的幾個常用名詞 在水處理技術(shù)中，污水處理前后水中 BOD5值之差，即可理解為這一處理過程對有機物處理效率的高低。 BOD5的測定，起始于英國（ 1870年），目的是為了判斷河水污染的程度以保護河流。由于英國的泰晤士河水自源頭至大海流程僅 5天左右，且英國夏天河水的平均溫度在 20℃ 左右，故至今全世界還一直以這一條件為依據(jù)來測定 BOD5 。 我國對地面水環(huán)境的質(zhì)量標準： 一級水 BOD51mg/L， 二級水 BOD53mg/L， 三 級水 BOD54mg/L，若 10mg/L時已嚴重污染。 （ 2） COD（ chemicaloxygendemand） 使用強氧化劑使 1L污水中的有機物質(zhì)迅速進行化學氧化時所消耗氧的毫克數(shù)，稱 COD或化學需氧量 。 污水中除有機物外，其中的許多無機物也能被氧化而產(chǎn)生 COD值 。 COD能在短時間中測得，有利于指導現(xiàn)場操作。使用的氧化劑一般有 KMnO4和K2Cr2O7。 KMnO4的氧化力較弱，因此，實際使用對常采用 K2Cr2O7，作氧化劑，并把測得的數(shù)值稱為 CODcr。同一污水的 BOD5與 COD值是不一致的，但一般都呈明顯的比例關(guān)系。 （ 3） TOD（ 總需氧量 ） 污水中能被氧化的物質(zhì) （ 主要為有機物 ） 在高溫下燃燒變成穩(wěn)定氧化物時所需的氧量 。 （ 4） DO（ 溶解氧量 ） 溶于水體中的分子態(tài)氧 。 評價水質(zhì)的重要指標 ， 地面水質(zhì)的合格標準 DO4mg/L。 （ 5） SS（ 懸浮物含量 ） 污水中不溶性固態(tài)物質(zhì)的含量 。 （ 6） TOC（ 總有機碳含量 ） 水體內(nèi)所含有機物中全部有機碳的含量 。 通過其中 有機物全部氧化為 CO2的量來計算 。 污水處理中的特殊微生物 例如 ， 已知的能分解 氰 的微生物就有諾卡氏菌屬 、 腐皮鐮孢霉 、 木素木霉和假單胞菌屬等 14個屬的 49個種 。 在自然界中，廣泛存在著能分解特定污染物的微生物。 如：分解氰、丙烯腈、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴類、炸 藥成分、芳香族磺酸鹽、聚乙烯醇，人工合成的殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等。 芳香族磺酸鹽可被 Pseudomonas putida（惡臭假單胞菌）所降解； 1苯基 十一烷磺酸鹽（ ABS）可被Bacillus（芽孢桿菌屬）的菌種所降解。 污水處理的裝置很多，按其耗能程度或產(chǎn)能情況分類 如下 : 污水處理的方法和裝置 活性污泥法（ activated sludge process） 又稱生化曝氣法。此法最早由英人 Ardern和 Lockett創(chuàng)建于 1914年。經(jīng)多年修正、改進，至今該法一直是污水處理中的主要方法。 活性污泥， 是指一種由細菌、原生動物和其他微生物群體與污水中的懸浮有機物、膠狀物和吸附物質(zhì)在一起構(gòu)成的凝絮團，在污水處理中具有很強的吸附、分解和利用有機物或毒物的能力。 活性污泥中以細菌和原生動物為主。細菌有生枝動膠菌、浮游球衣菌、亞硝化單胞菌屬、蛭弧菌屬等。 活性污泥去除污水的能力是極高的，它對生活污水的 BOD5去除率可達 95％左右，懸浮固體去除率也達 95％左右，對污水中的病原細菌和病毒的去除率均很高。 菌膠團 ?由產(chǎn)莢膜或粘液層的絮凝性細菌相互絮凝聚而成的菌膠團塊。是活性污泥的結(jié)構(gòu)和功能中心。 ?動膠菌屬（ Zoogloea)和叢毛單胞屬（ Comamonas)為主，可占到 70%以上。 ?有很強的吸附和分解有機物能力 ?為原生動物提供良好的生存環(huán)境 ?具有指示作用 活性污泥中原生動物的作用 ?指示作用 ?凈化作用（輔助菌膠團） ?促進絮凝和沉淀作用 污水入口處 完全混合曝氣法處理污水的裝置 為使對特殊污染物具有較強的分解效果，還應人為地補充一些有機氮源和磷素營養(yǎng)，并培育、接種入相應的優(yōu)良分解微生物 。如，接入某些鐮孢霉屬和諾卡氏菌屬的一些菌種就能更好地分解 氰化物 ；接入能生長在 ％酚溶液中的幾種假單胞菌，例如，食酚假單胞菌和解酚假單胞菌，就能更好地分解污水中的 酚。 北京高碑店污水處理廠 活性污泥法 氧化塘法（ oxidationponds或 lagoon） 是近年來一種利用自然生態(tài)系統(tǒng)凈化污水并具有良好節(jié)能效果的方法。氧化塘是一個面積大、能接受陽光照射的淺池，污水從一端流入，從另一端溢流而出。