考试 15
1.污化系统如何划分污染水体?
2.什么是 PFU法?
3.生物净化的主力军是什么?
4.难降解有机物难于生物降解的原因是什么?
5.什么是共代谢?
6.洗涤剂由 ABS改造为 LAS容易降解的原因是什么?
7.如何解决塑料的难降解问题？
8.含氮有机物降解经历那几个过程?
第三节 无机污染物的转化
主要的无机污染物有
磷酸盐,氨氮及硝酸盐,金属离子 等
水中来源及危害：
磷酸盐 —— 洗涤剂 中作为软水剂使用的磷酸盐,土壤
富营养化
氨氮硝酸盐 —— 工业废水和使用硝酸盐化肥的农田冲蚀水
富营养化
金属离子 —— 采矿,冶金,化工等行业的废水
生物中毒一、磷酸盐的转化
洗涤剂中的磷酸盐为 可溶性 的 磷酸钠
土壤中的磷酸盐则主要是 难溶 的 磷酸钙
微生物产酸
土壤中的难溶磷酸盐 可溶性磷酸盐
洗涤剂中的可溶性磷酸盐 卵磷脂、核酸,ATP
厌氧条件下，磷酸盐还可以被梭状芽孢杆菌、大肠杆菌等还原为 PH3。（ 自燃 — 鬼火 ）
+ 8H
H3PO4 PH3↑
4H2O
二、氨氮及硝酸盐的转化
1,同化作用
被大多数微生物作为无机氮源营养物,产物为 蛋白质,核酸等
2,异化作用
硝化细菌及反硝化细菌
硝化作用＋反硝化作用 → N2↑
三、金属离子
（ 一 ） 金属离子的毒性
提问,影响金属离子毒性的因素有哪些？
种类,浓度,存在状态 （ 包括价态,络合态,共存离子性质 ）
例如,六价铬 比三价铬毒得多； 甲基汞 的毒性比其他的汞化合物毒性大得多； 有机锡 比无机锡毒,有机锡中的 烷基锡 比芳香基锡毒,烷基锡中三烷基又比其他烷基锡毒 。
（ 二 ） 微生物转化
主要是 氧化还原 和 甲基化 作用 。
1.汞的形式
无机汞 （ 多难溶 ）,
Hg2+2 → Hg0 + Hg2+
注,Hg2+2 = Hg+ — Hg+
零价的金属汞与一价汞盐几乎不溶
二价汞盐除了硫化汞,碘化汞外几乎均可溶解
有机汞 （ 易溶 ）,
通式 —— RHgX和 R2Hg
其中 R为有机原子基团,X为无机离子 如卤素原子,硫酸根,硝酸根,磷酸根,氰化物,羟基等 。
2．汞化合物的毒性
难溶的汞 —— 生物吸收困难,毒性很小
易溶的汞 —— 容易吸收,毒性很强 （ 其中 甲基汞 的毒性 最强 ）
毒性体现,神经麻痹以致引起死亡 。
日本的 水俣湾甲基汞中毒事件 就是典型的汞污染事件 。 这类汞中毒一般都不是通过直接饮用水被汞污染造成,而是由于甲基汞在食物链积累并由水中的鱼类向上传递给人而引起的 。 水中的甲基汞到底是怎么来的？
3.汞的甲基化
汞的甲基化是由 微生物 依靠 甲基化辅酶 形成的 。
汞甲基化微生物：
细 菌 —— 甲烷菌,匙形梭菌,荧光假单胞菌,大肠埃希氏菌,产气肠杆菌,巨大芽孢杆菌
真 菌 —— 粗糙链孢霉,黑曲霉,酿酒酵母等 。
过程如下：
甲基化辅酶 甲基化辅酶
Hg2+ Hg+ -CH3 Hg(CH3) 2
-CH3 -CH3
鱼类体表粘液中 有许多含有甲基化辅酶 的微生物,他们将无机汞转化为甲基汞,动物和人体 肠道中的细菌 大部分也具有这种功能,因此甲基汞中毒是由微生物造成的 。
提问,为什么微生物进行汞的甲基化？
趋利避害 —— 解毒汞 V
1
甲基汞 V
2
V
2
＞ V
1
解毒
V1,V2为进出速度
4.甲基汞的降解
甲基汞降解微生物,柠檬酸杆菌,假单胞菌,节杆菌,
隐球菌
提问,为什么微生物进行甲基汞的降解？
甲基能源
汞的甲基化与脱甲基化通常保持着一个动态的平衡,
从而 使环境中的甲基汞浓度维持在低水平 。
事实上通常情况甲基汞在天然水体中的浓度十分低？
有机汞 Hg
还原
但是,在有机污染严重,pH较低的环境中，更容易形成和释放甲基汞，对生物的危害巨大 。
提问,为什么此时甲基汞的形成更严重？
答案：
甲基汞降解菌营养品味提高
后果,一方面甲基汞溶于水被鱼、贝吸收 浓缩,向食物链上游传递； 另一方面甲基汞还会逸出水体,进入大气,使污染扩大
防治汞污染必须先控制有机污染
（三）其它重金属的转化
其它重金属的转化与汞的情况十分相似,重金属普遍可以被微生物甲基化,而且甲基化的重金属 普遍毒性大为提高,这些金属包括砷,
硒,铅,锡,镉,锑等 。
＊ 如何治理水中的重金属污染？ （ 重点从微生物法考虑及查阅,应条目清晰,详细论述 ）
天然自净方式的 人工拓展 —— 人工自净方式
废水处理（一级物理化学法,二级生物法,三级物理化学处理）
国外某城市污水处理厂全景污水 格栅除杂气浮池全自动格栅斜板过滤一级处理加氯消毒外排三级处理
（膜、树脂技术）
回用二级生物处理 第八章
1.污化系统如何划分污染水体?
2.什么是 PFU法?
3.生物净化的主力军是什么?
4.难降解有机物难于生物降解的原因是什么?
5.什么是共代谢?
6.洗涤剂由 ABS改造为 LAS容易降解的原因是什么?
7.如何解决塑料的难降解问题？
8.含氮有机物降解经历那几个过程?
第三节 无机污染物的转化
主要的无机污染物有
磷酸盐,氨氮及硝酸盐,金属离子 等
水中来源及危害：
磷酸盐 —— 洗涤剂 中作为软水剂使用的磷酸盐,土壤
富营养化
氨氮硝酸盐 —— 工业废水和使用硝酸盐化肥的农田冲蚀水
富营养化
金属离子 —— 采矿,冶金,化工等行业的废水
生物中毒一、磷酸盐的转化
洗涤剂中的磷酸盐为 可溶性 的 磷酸钠
土壤中的磷酸盐则主要是 难溶 的 磷酸钙
微生物产酸
土壤中的难溶磷酸盐 可溶性磷酸盐
洗涤剂中的可溶性磷酸盐 卵磷脂、核酸,ATP
厌氧条件下，磷酸盐还可以被梭状芽孢杆菌、大肠杆菌等还原为 PH3。（ 自燃 — 鬼火 ）
+ 8H
H3PO4 PH3↑
4H2O
二、氨氮及硝酸盐的转化
1,同化作用
被大多数微生物作为无机氮源营养物,产物为 蛋白质,核酸等
2,异化作用
硝化细菌及反硝化细菌
硝化作用＋反硝化作用 → N2↑
三、金属离子
（ 一 ） 金属离子的毒性
提问,影响金属离子毒性的因素有哪些？
种类,浓度,存在状态 （ 包括价态,络合态,共存离子性质 ）
例如,六价铬 比三价铬毒得多； 甲基汞 的毒性比其他的汞化合物毒性大得多； 有机锡 比无机锡毒,有机锡中的 烷基锡 比芳香基锡毒,烷基锡中三烷基又比其他烷基锡毒 。
（ 二 ） 微生物转化
主要是 氧化还原 和 甲基化 作用 。
1.汞的形式
无机汞 （ 多难溶 ）,
Hg2+2 → Hg0 + Hg2+
注,Hg2+2 = Hg+ — Hg+
零价的金属汞与一价汞盐几乎不溶
二价汞盐除了硫化汞,碘化汞外几乎均可溶解
有机汞 （ 易溶 ）,
通式 —— RHgX和 R2Hg
其中 R为有机原子基团,X为无机离子 如卤素原子,硫酸根,硝酸根,磷酸根,氰化物,羟基等 。
2．汞化合物的毒性
难溶的汞 —— 生物吸收困难,毒性很小
易溶的汞 —— 容易吸收,毒性很强 （ 其中 甲基汞 的毒性 最强 ）
毒性体现,神经麻痹以致引起死亡 。
日本的 水俣湾甲基汞中毒事件 就是典型的汞污染事件 。 这类汞中毒一般都不是通过直接饮用水被汞污染造成,而是由于甲基汞在食物链积累并由水中的鱼类向上传递给人而引起的 。 水中的甲基汞到底是怎么来的？
3.汞的甲基化
汞的甲基化是由 微生物 依靠 甲基化辅酶 形成的 。
汞甲基化微生物：
细 菌 —— 甲烷菌,匙形梭菌,荧光假单胞菌,大肠埃希氏菌,产气肠杆菌,巨大芽孢杆菌
真 菌 —— 粗糙链孢霉,黑曲霉,酿酒酵母等 。
过程如下：
甲基化辅酶 甲基化辅酶
Hg2+ Hg+ -CH3 Hg(CH3) 2
-CH3 -CH3
鱼类体表粘液中 有许多含有甲基化辅酶 的微生物,他们将无机汞转化为甲基汞,动物和人体 肠道中的细菌 大部分也具有这种功能,因此甲基汞中毒是由微生物造成的 。
提问,为什么微生物进行汞的甲基化？
趋利避害 —— 解毒汞 V
1
甲基汞 V
2
V
2
＞ V
1
解毒
V1,V2为进出速度
4.甲基汞的降解
甲基汞降解微生物,柠檬酸杆菌,假单胞菌,节杆菌,
隐球菌
提问,为什么微生物进行甲基汞的降解？
甲基能源
汞的甲基化与脱甲基化通常保持着一个动态的平衡,
从而 使环境中的甲基汞浓度维持在低水平 。
事实上通常情况甲基汞在天然水体中的浓度十分低？
有机汞 Hg
还原
但是,在有机污染严重,pH较低的环境中，更容易形成和释放甲基汞，对生物的危害巨大 。
提问,为什么此时甲基汞的形成更严重？
答案：
甲基汞降解菌营养品味提高
后果,一方面甲基汞溶于水被鱼、贝吸收 浓缩,向食物链上游传递； 另一方面甲基汞还会逸出水体,进入大气,使污染扩大
防治汞污染必须先控制有机污染
（三）其它重金属的转化
其它重金属的转化与汞的情况十分相似,重金属普遍可以被微生物甲基化,而且甲基化的重金属 普遍毒性大为提高,这些金属包括砷,
硒,铅,锡,镉,锑等 。
＊ 如何治理水中的重金属污染？ （ 重点从微生物法考虑及查阅,应条目清晰,详细论述 ）
天然自净方式的 人工拓展 —— 人工自净方式
废水处理（一级物理化学法,二级生物法,三级物理化学处理）
国外某城市污水处理厂全景污水 格栅除杂气浮池全自动格栅斜板过滤一级处理加氯消毒外排三级处理
（膜、树脂技术）
回用二级生物处理 第八章
