近年來,利用微生物技術來治理環(huán)境污染已引起人們的廣泛注意,其高效、經(jīng)濟和無二次污染的優(yōu)點,使其比物理方法和化學方法更具推廣價值。那么,什么是微生物降解?如何使用這樣的技術呢?
垃圾是一種由多種物質(zhì)組成的異質(zhì)混合體,極易發(fā)酵變臭,尤其在高溫下,發(fā)酵變臭的速度更快。當生活垃圾由居民住所運送到垃圾轉(zhuǎn)運站時,有機組分已開始被微生物分解,產(chǎn)生的H2S等惡臭氣體就會對周圍環(huán)境造成較大影響。 而處理此類污染物方法就是微生物降解技術。下面佰佰安全網(wǎng)就來給您介紹一下相關的固體廢棄物安全小知識。
微生物降解是指微生物把有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為簡單無機物的現(xiàn)象。自然界中各種生物的排泄物及死體經(jīng)微生物的分解作用轉(zhuǎn)化為簡單無機物。微生物還可降解人工合成有機化合物。如通過脫鹵素作用,把DDT轉(zhuǎn)化為DDE和DDD;通過氧化作用,把艾氏劑轉(zhuǎn)化為狄氏劑;通過還原作用,把含硝基的除蟲劑還原為胺;芳香基的環(huán)裂現(xiàn)象也是微生物降解作用常見的一種反應。微生物降解作用使得生命元素的循環(huán)往復成為可能,使各種復雜的有機化合物得到降解,從而保持生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。
面對多種多樣的“有機物大餐”,微生物是否有足夠的鋼牙和鐵胃來“享用”就稱為影響微生物降解潛力的關鍵問題。我們之前介紹過一些微生物的特點,比如“小”,其實微生物自身的特點,直接決定了微生物是否會有很強的降解潛力。①微生物個體微小、比表面積大、分布廣泛:這個特點讓微生物會有非常大的幾率接觸、攝取有機物,相當于給微生物安裝了眾多的牙齒。
②種類繁多、代謝類型多樣、降解酶系豐富:這些特點給微生物安了功能強大的“鐵胃”,不管面對什么樣的污染物大餐,都有可能吃得下、消化得了。
③微生物繁殖快、容易變異、適應性也強:這些特點保證了微生物在較大范圍的污染脅迫下也能生存,然后做出迅速調(diào)整。
由此可見,微生物的這些特點是其降解潛力最大的保證。
物質(zhì)的化學結(jié)構
生物降解有機物的難易程度首先取決于生物本身的特性,同時也與有機物的結(jié)構特征有關。
環(huán)境物理化學因素
包括微生物生長所需的營養(yǎng)元素、通氣情況、酸堿度、溫度、水分、光照和毒物等,均會影響微生物對污染物降解的范圍與速度。中間體或終產(chǎn)物可能變成更復雜的物質(zhì),或者毒性增加,比原始污染物更為有害。
在自然生態(tài)系統(tǒng)中,來自于生物體的每一種天然的無毒有機物幾乎都有相對應的降解微生物。只要具備合適的條件,微生物就可以沿著一定的途徑降解這些有機污染物。
1).多糖類的生物降解途徑
多糖類有機物是異養(yǎng)微生物的主要能源,也是生物細胞重要的結(jié)構物質(zhì)和貯藏物質(zhì)。這類有機物廣泛地存在于動植物尸體及廢料中。如纖維素、半纖維素、淀粉、果膠質(zhì)等。
多糖類的生物降解途徑 :纖維素的降解途徑 、淀粉的降解途徑、半纖維素的降解途徑、果膠質(zhì)的降解途徑
2).半纖維素的降解途徑
3).木質(zhì)素的降解
木質(zhì)素的微生物降解過程十分緩慢,玉米秸稈進入土壤后6個月,木質(zhì)素僅減少1/3,在厭氧的條件下降解得更慢。真菌降解木質(zhì)素的速度比細菌要快。真菌中擔子菌降解木質(zhì)素的能力最強,另外有木霉、曲霉、鐮孢霉的某些種。細菌中有假單胞菌等個別的種類能分解木質(zhì)素。
4).脂類的生物降解
脂肪是由高級脂肪酸和甘油合成的酯,在環(huán)境中微生物脂肪酶的作用下分解較快。類脂包括磷脂、糖脂和固醇,蠟質(zhì)由高級脂肪酸和高級單元醇化合而成,這兩者必須有特殊的脂酶才能降解,所以在環(huán)境中分解較慢。
5).烷烴類的微生物降解
微生物對一般的烷烴的降解是通過單一末端氧化、雙末端氧化(又稱ω-氧化)、亞末端氧化的途徑。烷烴(n個碳原子)的分解通常從一個末端的氧化形成醇開始,然后繼續(xù)氧化形成醛,再氧化成羧酸,羧酸經(jīng)β-氧化后產(chǎn)物進入三羧酸循環(huán),被徹底降解為CO2和H2O。
6).烯烴類的微生物降解
微生物對烯烴的代謝,其途徑有三種可能 :
①在雙鍵部位與H2O加成反應,生成醇。
②受單氧酶的作用生成一種環(huán)氧化物,再氧化成一個二醇。
③在分子飽和端發(fā)生反應.
以上三種途徑的代謝產(chǎn)物為飽和或不飽和脂肪酸,然后經(jīng)過盧一氧化進入三羧酸循環(huán)被完全分解。
7).芳烴類的微生物降解
芳香烴在雙加氧酶的作用下氧化為二羥基化的芳香醇,之后失去兩個氧原子形成鄰苯二酚。鄰苯二酚在鄰位或間位開環(huán)。鄰位開環(huán)生成己二烯二酸,再氧化后的產(chǎn)物進入三羧酸循環(huán)。間位開環(huán)生成2-羥己二烯半醛酸,進一步代謝生成甲酸、乙醛和丙酮酸。
8).脂環(huán)烴類的微生物降解
脂環(huán)烴較難進行生物降解,自然界幾乎沒有利用脂環(huán)烴生長的微生物,但可以通過共代謝途徑進行降解。脂環(huán)烴被一種微生物代謝形成的中間產(chǎn)物,可以作為其他微生物的生長基質(zhì)。
9).農(nóng)藥的微生物降解
降解農(nóng)藥的微生物,細菌主要有假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、產(chǎn)堿菌屬、黃桿菌屬、節(jié)桿菌屬等;放線菌有諾卡菌屬;
10).多氯聯(lián)苯的微生物降解
從湖泊污泥中分離出來的產(chǎn)堿桿菌和不動桿菌能把多氯聯(lián)苯 (PCBs)轉(zhuǎn)化為聯(lián)苯或?qū)β嚷?lián)苯,然后吸收這些分解產(chǎn)物,排出苯甲酸或取代苯甲酸,再由環(huán)境中其他微生物繼續(xù)降解。
以上就是微生物降解的方法的介紹,希望您通過此篇文章可以了解相應的技術,同時也希望這項技術可以在今后處理固體有機污染物時可以有效的利用起來。
責任編輯: 陳淼琪
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