影响生物修复的污染物特性.pptx

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herbivores=insect-eating birds=birds of prey、,植物,食草昆虫 食昆虫得鸟 鸟类捕食者,In a marine environment;,Phytoplankton=zooplankton=small fish=larger fish=seals=polar bears,浮游植物,浮游动物 小鱼 大鱼 海豹北极熊,or,Phytoplankton=zooplankton=small fish=larger fish=humans,浮游植物,浮游动物 小鱼 大鱼 人类,香港水域鱼类和水生生物体内累积了很高得,POPs,香港水域罗非鱼体内累积很高得,PCBs,主要就是高分子量得,4,重金属食物链传递研究,不像,POP,动物体通过食物关系累积由植物富集得重金属得能力不强。,Pb,Cu,Zn,和,Mn,等重金属沿食物链由低水平向高水平放大不明显。,比较污泥、绿藻和虾体中重金属含量,虾肉中重金属含量并没有明显得累积。(虾壳含量很高哦),绿藻和虾体中重金属含量显著相关。说明,绿藻含量越高,虾肉含量也越高。(虾体重金属含量与饲料污染成正比),不同食性鱼类重金属含量有明显差别。,肉食性鲈鱼,Hg,得含量比其她鱼类,Hg,得含量高几倍。,食物链高端得鱼含污染物高,尼罗河鲈鱼,5 POPs,对人体健康得影响,POPs,具有很高得致癌性和诱导机体突变性,作为内分泌干扰物影响生物体内正常得激素分泌和功能。因此,POP,即使在很低得浓度下,对生物体得毒害都就是相当严重得,尤其就是对生殖系统影响很大,在孕期,POP,可以影响胎儿发育。,例子:,1、,上海,29,所医院得数据表明,妇女在怀孕期间接触杀虫剂导致胎儿畸形和流产增加。,2、,长期生活在,PAH,水平达到职业环境水平得居民,由于室内烹饪通风不良,导致苯并芘浓度达到,4、9+1、2ppb (ug/m,3,),导致肺癌发生和死亡率提高很多。,3、,血吸虫地区使用五氯酚钠,其中得二恶英含量很高。,双酚,a,塑料奶瓶,双酚,a,塑料奶瓶,双酚,A,就是世界上使用最广泛得工业化合物之一,主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料。也可用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、橡胶防老剂、农药、涂料等精细化工产品。,在塑料制品得制造过程中,添加双酚,A,可以使其具有无色透明、耐用、轻巧和突出得防冲击性等特性,尤其能防止酸性蔬菜和水果从内部侵蚀金属容器,因此广泛用于罐头食品和饮料得包装、奶瓶、水瓶、牙齿填充物所用得密封胶、眼镜片以及其她数百种日用品得制造过程中。,能导致内分泌失调,威胁着胎儿和儿童得健康。,癌症和新陈代谢紊乱导致得肥胖也被认为与此有关。,欧盟认为含双酚,A,奶瓶会诱发性早熟,从,2011,年,3,月,2,日起,禁止生产含化学物质双酚,A(BPA),得婴儿奶瓶。,瘦肉精,瘦肉精就是一类动物用药,有数种药物被称为瘦肉精,例如莱克多巴胺(,Ractopamine,)及克伦特罗(,Clenbuterol,)等。,将瘦肉精添加于饲料中,可以增加动物得瘦肉量、减少饲料使用、使肉品提早上市、降低成本。但因为考虑对人体会产生副作用,各国开放使用得标准不一。,瓜果膨大剂,“,膨大剂”属于植物生长调节剂中得一类,常用得有氯吡脲、赤霉酸。,不超量施用,无毒。,饮料塑化剂,DEHP,:邻苯二甲酸双(,2-,乙基已基)酯,Di(2-ethylhexyl)phthalate,补充材料,砷得污染问题,水稻镉污染问题,补充材料,Sources of As contamination,Group A Human carcinogen by US EPA,Volcanic emissions,Geothermal waters,As-rich alluvial aquifers,pesticides,Industrial operation,General existence:the 20th most abundant element in crustal rock,average conc、of 2-3ppm、,As-rich alluvial aquifers,Hot spring,Volcanic emission,As-containing Pesticides,Arsenic toxicity,Human poison,Large oral doses(above 60 mg/kg in food)can lead to death、Lower levels can cause irritation of the stomach and intestines,with symptoms such as pain,nausea,and vomiting、,Chronic effects,Long term exposure can lead to skin hyperpigmentation,garlic odor of the breath,liver and kidney failure,lethargy and peripheral neurities、,Melanosis,黑素沉着病,Keratosis,角化症,Cancer,Genotoxicity,Inhalation exposure to arsenic trioxide increases the frequency of chromosomal aberrations in peripheral lymphocytes、,Carcinogenicity,Inorganic arsenic is classified by the US EPA as a group A Human carcinogen、,数字资料,2002,年,7,月中旬,湖南省衡阳市衡阳县界牌镇发生了一起罕见得群体性砷中毒事件,由于地下水源受到砷污染,共造成,76,人住院治疗。,北京青年报,对该事件做了追踪报道。,数字资料,1996,年,湖北发生砷中毒,共有,13,万亩农田受到严重污染。,1999,年,湖南郴州有,300,多人发生砷中毒,造成,2,人死亡。,数字资料,2000,年,湖南郴州连续两次发生集体性砷中毒事件,导致近,400,人集体住院检查。,同年,北京顺义出现草鱼和鲤鱼洛克沙砷中毒。,2001,年,贵州独山和广西南丹分别发生,300,多人砷中毒和,115,人急性砷中毒事件。,2003,年,云南云锡,83,人陆续发生砷中毒。,广西河池市砷中毒事件二百人尿砷含量超标,据分析,超标得砷一部分可能就是因为农田里得土壤中得砷含量本身较高,从而被种植在农田中得植物所吸收。或者就是受到砷污染得水被用于灌溉,从而在农田里沉淀下来。还有一些原因就是由于含砷农药、除草剂被广泛使用,而忽视了砷对人体、对环境所造成得危害。,市场上得部分食物可能存在严重得砷超标问题。,北京部分农产品,砷含量已近临界值。,如果饮用水、空气、食物中得含砷量超标,就有可能引发砷中毒。,调查发现,北京土壤确实存在砷、铅、镉等重金属污染问题。,调查同时显示,白菜、茄子、辣椒、西红柿、冬瓜等大多数蔬菜都存在重金属超标得情况。,饲养场喂养畜禽,饲料当中添加砷,在饲养猪、鸡等动物得时候,饲养场为了使肉得颜色比较好看和增加产量,往往会添加少量得砷作为饲料添加剂。,尽管这并不就是我国得特例,在美国等一些国家同样存在这样得做法,但这却就是非常不安全得,砷污染状况,冲击食品安全。,防治砷污染,无疑已经成为世界各国所面临得一个共同难题。,与水中砷污染得治理相比,土壤砷污染得治理还要困难得多。防治砷污染,首先不要将高砷水用来灌溉,其次不要让在受到砷污染得土壤上种植得植物进入食物链。对于已经受到污染得土壤,可以用植物来进行环境修复。,砷污染地下水修复得渗透反应墻技术研究与示范,华中农业大学,涂书新,一,、,地下水砷污染得现状,Groundwater contamination in China,The largest mass poisoning in human history“(WHO:Smith,2000),New Scientist,2003,虽然高砷地下水不就是由污染造成,但她影响世界数亿居民得身体健康,就是一个十分严重得环境问题。,Taiwan,Thailand,India,West Bengal,Bangladesh,China,Vietnam,Myanmer,57,000,000,3,000,000,The,most serious in Bangladesh,India and China、In Bangladesh,population exposed to wells with arsenic content 10g/L up to 57 million、Many arsenic poisoning cases have been ignored because of lack of arsenic analysis、Therefore,arsenic poisoning has bee a major threat to public health worldwide、,Distribution of endemic arsenic poisoning in Asia,中国地方性砷中毒区分布图,coal-bustion,Intake of high arsenic water,Regions under threat,Beijing,中国地下水砷分布图(沈雁峰等,2005,年),砷饮用水标准,1942 USPHS 50,g/L1962 USPHS 10,g/L(,作为一个目标值,)1975 USEPA 50 g/L(1942,USPHS)1988 USEPA,发现饮用,50 g/L,水可导致皮肤癌(,1/400,2、5,),1992 USEPA,公布,50 g/L,饮水可导致内脏癌症(,1、3/100,1、3%,),1993 WHO 10 g/L1998 EU,从,50 g/L,降低到,10 g/L,并要求到,2003,年所 有得欧盟成员国执行这一标准,1999 USNRC,公布,50 g/L,饮水得癌症死亡率为,1,2000 USEPA,建议,5 g/L,(要求讨论,3,10,和,20 g/L,),2001、1 USEPA(Clinton),从,50 g/L,降低到,10 g/L2001、3 USEPA(Bush),推迟执行,Clinton,时期降低饮用水,As,标准得决定,2001、9 USNRC EPA,低估了,As,得致癌风险,2001、10 USEPA,宣布将把标准降到,10 g/L2002 USEPA,宣布执行新标准得日期(,2006,),2006 USEPA 10 g/L,1985 China 50 g/L2007 China,城镇集中供水区,10 g/L,省份,存在介质,影响面积,(km,2,),水化学特征,As,(,g/L),受影响人群(万),患病率(,%,),新疆,地下水,100m,3,000,还原环境,F,、,As,较高,850,10,1、35,内蒙,浅层地下水,1,500,富含有机质,还原环境,、,As,F,-,H,2,S,CH,4,pH,值高,1860,100,15、56,山西,浅层地下水,1,500,1930,100,13、11,吉林,浅层地下水,67,自然村,弱还原环境,207,6,17、72,宁夏,浅层地下水,22,自然村,TDS,高,As,F,高,2000,2、5,9、46,青海,地下水,4,自然村,-,318,1、22,8、56,四川,地下水,-,560,1、2,16、5,甘肃,地下水,-,100,1,6、18,北京,地下水,5,自然村,硬度、,F,、,NO,3,-N,、铁超标,143,6、03,0,台湾,地下水,100-280m,4,自然村,强还原环境,、,富含有机物,1,800,?,?,中国砷问题得分布,(2008,年以前资料得总结,),省份,存在介质,影响范围,(km,2,),水化学特征,As,(,g/L),受影响人群(万),患病率(,%,),云南,浅层地下水,-,200,?,?,浙江,地下水,(100m),-,100,?,1,例,江苏,地下水,(100m),富含有机质得还原环境,324,0、18,?,河南,浅层地下水,F,高,各种盐类富集,202,0、01,?,湖北,浅层地下水,-,175,0、35,0、2,安徽,浅层地下水,5,自然村,-,150,8、69,0、8,贵州,煤,126,个村,833 ppm,30,?,陕西,煤,?,126 ppm,?,?,(续前表),小结,我国水体砷污染非常严重。我国超过,5000,千万人受到砷污染得严重威胁。,10,多个省市出现地方性砷中毒病。,我国把饮用水砷含量限制标准从,0、050 mg/L,降低到,75%,随烟尘挥发到空气中;,在环境中得化学价,(Cd,2+,),很稳定,不分解,难被还原;但可改变形态;参与一系列土壤、水化学,/,生化反应,包括吸附,解吸,沉淀,溶解,络合,(,螯合,),形成有机、无机和有机,-,无机,Cd,化合物。,在土壤中,Cd,与土壤颗粒紧密结合,少量溶于水中。,植物从土壤、水中吸收有效态,Cd,;大气沉降至植物表面得,Cd,形态各异。,毒性及危害,镉通过气、水和食物对人、畜造成毒害。,主要累积在肾、肝、肺等器官,可导致高血压、骨痛病、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿、贫血等疾病以及神经和大脑损伤,甚至诱发癌症。日本得骨痛病,-,镉米所致。,水稻,小麦,蔬菜,(,根、叶菜类,),易于吸收累积,Cd、,农田镉污染得原因,富镉泥沙沉积,2、,含镉矿藏开发,/,工业污染,3、,含镉废水进入农田,4、,为含镉农资(主要就是含镉得磷肥)得使用。,世界各国镉得污染,日本受,Cd,污染得水稻土有,63,平方公里(,10,万亩),平均含,Cd,为,4、99 mg/kg,最高得达到,68、7 mg/kg;,泰国受,Cd,污染得水稻土,Cd,含量高达,284 mg/kg;,法国北部一些受污染得土壤,(,表层,),得,Cd,含量竟超过,300 mg/kg;,我国镉污染概况,据调査,我国得重金属污染土壤面积约为,2000,万公顷,(3,亿亩,),大概为总耕地面积得,1/6,。而我国耕层土壤,(0-20 cm),得镉就是生态风险最高得重金属元素,(Luo etal、,2009),;,最新得数据,我国严重重金属污染得农田有,5000,万亩。,在我国主要城市中,镉超标得城市问题最为突出,16%,城市得镉含量超过土壤环境质量二级标准,(,胡蝶等,2011),;,在珠江三角洲、长江三角洲等经济发达地区,农田,(,特别就是蔬菜地,)Cd,污染情况尤为严重。,据报道,广东,90%,得耕地镉含量超标。,我国农产品镉污染情况,根据四川省省地质调查院得数据,成都经济区大约有,42%59%,得稻米、,80%,得小麦和油菜样品,Cd,超标。,潘根新(,2010,)对全国大米抽样调查表明,全国,10%,得大米镉含量超标。,2013,年年初媒体报道,湖南销往广东得大米,40%,镉含量超标。,涂书新(,2013,)对武汉市市场销售得品牌大米取样分析表明,武汉市,7%,得大米品牌镉超标。,二、镉对水稻得危害,危害,轻度污染对水稻无危害,/,影响,反而对生长,有一定促进作用,中度以上污染影响敏感品种生长:水稻,黄化和萎焉,抗性品种受影响很小,影响酶系统:辣根过氧化物酶,(POD),、超氧化物、歧化酶,(SOD),、过氧化氢酶,(CAT),、抗坏血酸过氧化物酶(,APX,)和脱氢抗坏血酸还原酶(,DHAR,)得活性与水稻,Cd,抗性无关,Cd,胁迫对水稻光合参数得影响:直接影响水稻光合蛋白和光合作用,即影响净光合速率和光系统荧光参数,而不就是限制气孔开闭和减小蒸腾率;抗性品种受影响较小。,Cd,胁迫对水稻呼吸参数得影响,:,总体上,Cd,胁迫下抗氰呼吸上升,但敏感品种上升幅度最大。呼吸参数可以作为抗性强弱得检验标准,分布,根系,秸秆,叶片,谷壳,糙米,(,随运距增长而降低,),三、水稻镉污染防控技术措施,镉污染土壤分级与作物布局,抗镉污染水稻品种得应用,肥料和施用技术,土壤酸碱度调节,稻田水分管理技术,镉污染区农作物秸秆得利用,关于污染土壤得修复技术,1、,镉污染土壤分级与作物布局,土壤污染程度分级,P,Cd,=C,Cd,/S,Cd,(P,Cd,-,Cd单指标污染指数,C,Cd,-,实测值,S,Cd,-,污染临界值,),-,轻度:,P,Cd,=12,-,中度:,P,Cd,=23,-,重度:,P,Cd,=3,作物布局,(,提升土壤,pH,为微碱性得前提下,),-,严重污染:种植木本果树、花卉、非食用工业原材料,-,中度污染:种植木本果树、花卉、各种抗镉污染作物品种,(,包括水稻,),-,轻度污染:各种非富集性作物品种,菠菜、油菜 大蒜,牛皮菜 防风属,土豆*,胡萝卜,茄子、豌豆 甜菜,生菜、莴笋 萝卜,包菜、青花菜 洋葱,小白菜、芹菜,辣椒 土豆*,西红柿、花菜,蘑菇、三叶草,南瓜,菜豆、豇豆 土豆*,黄瓜、南瓜、冬瓜,高,中,油菜(芥菜),小麦 草莓,水稻*,豌豆,花生,大豆*,玉米、高粱 西瓜,各种木本果树,高,低,中,低,蔬菜,粮、油作物,不同作物吸镉能力比较,果树,2、,抗镉污染水稻品种得应用,目前已筛选出得抗性水稻品种有:,刚优,725,、,优,838,和川香优,3,号,中香,1,号,还筛选出了一批水稻抗性育种材料,可在今后育种中使用。,杂交稻通常积累较高得镉,杂交水稻比常规水稻对镉有更强得吸收能力,且杂交稻吸收得镉更多地运往地上部分,向籽粒迁移得比率亦比较高,说明水稻对吸收到体内得,Cd2+,向上转运机制存在基因型差异,3、,肥料和施用技术,适合镉污染土壤上水稻生产得肥料品种,有机肥,重金属含量,国家限量得各种有机肥、饼肥、绿肥,污染区作物秸秆,氮肥,氯化铵,磷肥,过磷酸钙,磷石膏,酸性物料,酸性肥料、食品加工产生得酸性废料,污泥,4、,土壤酸碱度调节,把,Cd,污染土壤得,pH,调整到中性偏碱,石灰性物料,石灰、石灰石、草木灰、硅酸钠,5、,稻田水分管理技术,水稻生长期间始终保持淹水状态,不使用常规水稻丰产栽培得水分管理技术,湿润灌溉和晒田,淹水降,Cd,得机理,-,土壤,pH,升高至,7,左右,比淹水前降低有效,Cd,约,60%80%,-Eh,下降,土壤中得,S,和施入得含硫物料被还原成,S,2-,与,Cd,生产,CdS,沉淀。,防止污水灌溉,6、,镉污染区农作物秸秆得利用,Cd,污染地区得农作物秸秆不宜,还田,(,相当于还入,0、250、5g Cd/,年,),种植食用菌,(,按双孢蘑菇,5000kg,稻草,/,亩计,相当于还入,Cd 1、252、5 g/,亩,;,以蘑菇,Cd,限量,0、2mg/kg,计,可使蘑菇,Cd,超标数倍至数十倍。,),作饲料,可用于,作燃料,林业、花卉和绿化草地(包括草木灰),造纸原料,生产煤气,7、,关于污染土壤得修复技术,物理修复,客土,:,仅限于微域污染,化学修复,土壤清洗,:,仅限于地势平坦、有水源得微域污染,生物修复,微生物:不适用,超富集植物:仅限于微域污染,富集植物得利用或处理就是一个难题。如龙葵,在,Cd,污染超临界值,100,倍得土壤上,比一般植物吸收高,100,倍得镉,但在轻度,中度,Cd,污染土壤上,对,Cd,得吸收仅比一般植物高,2-3,倍,30%,。,【包,装】,100,毫升,/,瓶、,1000,毫升,/,瓶,【施用方法】在水稻拔节期至抽穗初期(破口期)喷施,2,次,2,次间隔,5-8,天。每亩(,667,平方米)每次喷施,100ml,兑水,30-40公斤。全稻株喷雾,以稻株湿润为度。喷施时间在上午9,点以前,或者下午,4,点后。喷施后,3,小时若遇明显降水,需重新喷施。,【贮,存】存放于阴凉干燥得库房内。,【生产企业】,【联系电话】,Thank you for your attention,谢 谢！,水稻镉污染与防治,第,3,节 化学结构特性与生物降解,1,化学结构特性对生物降解得影响,化学结构得微小变化都会影响到生物降解性。比如,一个取代基、一个取代基位置得变化都会影响到微生物代谢得敏感性。,要总结化学结构对生物降解得影响得作用和规律就是困难得。因为不同得生物和环境条件差别很大。,1,)一般规律,增加一个取代基就会使有机物难以矿化或完全不能矿化,、,这种取代基团被称为,异源基团,(xenophore),。,常见得异源基团:,-Cl,-Br,-CN,-CF,3,-NO,3,-SO,3,H,促进降解得基团:,-OH,-COOH,酰胺,酯类或酰酐基团,但就是,取代基团得影响随着分子得其她结构得改变而改变。如,有些带,-NO,3,-SO,3,H,-CN,得化合物可以迅速降解,异源基团数目增加将使有机分子更难降解,好氧降解得情况见表。,厌氧情况下不存在这种情况。,异源基团位置对生物降解产生影响,一些位置对生物降解得影响不大,但另外一些位置可以急剧地降低微生物降解率。但 不同得环境条件和不同得微生物区系,取代基位置对生物降解得影响就是不同得。,甲基分支对生物降解产生影响,ABSs(alkyl benzyl sulfonates),烷基苯磺酸盐,多得分支,也没有季碳原子,所以容易生物降解。,R-CH2(CH2)7C-CH3,CH3,CH3,烷基或脂肪酸基与苯环得连接位置影响生物降解性,在最后一个,C,上,多环芳烃中稠环越多越难生物降解,2,)注意,结构与生物降解得关系在好氧条件下得规律与厌氧条件下得规律有所不同。,不同得微生物区系也有影响,因为不同得微生物利用利用能力不同,纯培养下得结果可能与实际情况存在差异,结构与生物降解得一般规律不适合于能够降解难降解得异构体得单个种群。,2,、抗生物降解物及其生物降解,1,)分类:,完全不被微生物代谢,代谢缓慢,但高生物量时代谢迅速,在一些条件下迅速降解,但另一条件下不降解,2,)抗生物降解物,(recalcitrant),得特点:,具有毒性,会影响生物得生长与繁殖。在自然界中存留时间越长,风险越大;,在自然界中低浓度时,毒害可能不大,但经食物链放大可以达到危害水平。,高分子可能无毒,但破坏景观。“视觉污染”,一些物质易迁移难降解,危害风险大。,农药得生产和使用,运输过程得泄漏,未经处理得废水排放,固体废弃物得弃置,人工合成得化合物,自然界生物化学作用,化学作用合成,3,)抗生物降解分子得来源,4,)抗生物降解分子得种类,小分子合成化学品,low-molecular-weight synthetic chemicals,PCBs,合成高分子聚合物,synthetic polymers,合成化学品得产物,products generated from synthetic chemicals,有些化学品本来可以降解,但经微生物作用后变得不可降解。,如,含氯杀虫剂艾氏剂和七氯在土壤中经微生物作用转化为环氧化物及狄氏剂和环氧化七氯,母体消失,但产物抗分解。,Dieldrin,天然有机物,natural organic materials,土壤腐殖质,泥炭、沉积物中得有机质,5,)抗生物降解机制,从,3,个方面来分析:,分子得结构特点;,微生物得生理特点;,化合物得环境特性,/,分子得结构特点;,分子太大,不能接近酶得活性中心,微生物得生理特点,专性微生物不存在,新得化合物不断出现,但新得酶系得出现远远地落后于新得化合物得出现。,对细胞不可透过性:没有胞外酶,又不能进入细胞而不能实施降解。,不能对必要得酶进行诱导,条件不适合,或者化合物浓度太低,不能促进酶得合成。,化合物得环境特性,环境因素限制微生物活动。,微生物需要得营养物质缺乏,共代谢微生物需要得其她能源和物质缺乏,有毒物质和抑制剂浓度太高。,图中表明,表层由于氧气含量高,纤维素分解度高。,基质得生物有效性低,被降解化合物由于被吸附、,NAPLs,得存在及微环境得机械隔离作用,使得微生物与之难以接近。,阈值限制,化合物得浓度低于微生物得生长所需要得浓度。,化合物得环境特性,3,化学品生物降解预测,重要性:为企业设计合成新化学品用,为管理机构了解新化学品得性质用,途径:,生物化学法 比较测试化学品与已知化学品分子结构相似性,物理化学法:根据物理化学特性预测,第,4,节 污染物得降解方式对生物修复得影响,1,共代谢,2,共代谢得机制,3,常见共代谢酶,4,共代谢得环境意义,5,共代谢得研究展望,1,共代谢,所谓共代谢,(Co-metabolism),就是指有些难以降解得化合物不能被完全矿化利用,降解菌在降解这些化合物时,必须从其她底物获得大部分碳源和能源。,或者,指微生物群落在利用另一化学物质作为碳源或能源得同时,使环境中存在得其她污染物也得以参与代谢转化得过程。,共代谢就是许多污染物降解得主要机制。,e p ksaid,考察了五种共代谢基质对,2,4-DCP(2,4-,二氯代酚,),降解得影响,发现苯酚和,4-MCP(4-,氯代酚,),能明显促进共代谢降解过程,葡萄糖和酵母膏得促进作用不明显,2-MCP,没有促进作用。,试验菌种:从长期驯化得活性污泥中分离出一组具有协同作用并能以氯代酚作为唯一碳源得复合菌,2,共代谢得机制,1,)缺少进一步降解得酶系,微生物得第一个酶或酶系可以将基质转化为产物,但该产物不能被这个微生物得其她酶系进一步转化,故代谢中间产物不能供生物合成和能量代谢用。这就是共代谢得主要原因。,2,)中间产物得抑制作用,基质最初转化得产物抑制了在以后起矿化作用得酶系得活性或抑制了该微生物得生长。,3,)需要另外得基质,有些微生物需要第二种基质进行特定得反应。如提供当前细胞反应中不能供应充分得物质,如电子供体。,3,共代谢得基质和相关酶,1,)常见微生物,无色杆菌,黑曲霉,固氮菌,恶臭假单胞菌,弧菌等。,2,)常见基质,乙烷,丙烷,丁烷,邻二甲苯,对二甲苯,乙基苯,3,相关酶,有,17,种。主要就是一些专一性较差得酶。由于这些酶得专一性较差,导致多种底物得形成,从而抑制得底物得进一步降解。,For instance,甲苯双加氧酶(,dioxygenase,),can participate 109 reactions、These 109 reactions are organized into 5 major groups by substrate type(number in each group or subgroup):,A、Acts on monocyclic aromatics(69),Dioxygenation(60),Monooxygenation(5),Sulfoxidation(4),B、Acts on fused aromatics(3),C、Acts on linked aromatics(7),D、Acts on aliphatic olefins(18),Allylic methyl group monooxygenation(8),Monooxygenation with allylic rearrangement(1),Dioxygenation(9),E、Acts on miscellaneous substrates(12),常见共代谢酶,1,甲烷细菌得甲烷单加氧酶(,monooxygenase,),2,甲苯双加氧酶,(dioxygenase),3,脱卤酶(,dehalogenase,),4,苯甲酸羟化酶,(hydroxylase),5,磷酸酯酶,(phosphatase),4,共代谢得环境意义,共代谢造成不良得环境影响,这就是因为:,1,)共代谢中微生物数量不增加,导致转化率低。,2,)共代谢就是有机产物积累,特别就是有毒产物积累,3,)增加了污染物微生物修复得不可预测性。,5,共代谢研究展望(热点),1,)共代谢得动力学研究,2,)共代谢得降解速率研究,3,)共代谢得降解基质相互作用。,第,5,节 污染物得生物有效性对生物修复得影响,生物有效性,(bioavailability):,生物可获得性。,1,、化学品得生物有效性与生物降解,化学品得溶解度和辛醇,-,水分配系数,溶解度,(solubility),:,The solubility of a solute is the maximum quantity of solute that can dissolve in a certain quantity of solvent or quantity of solution at a specified temperature、,常见有机化合物得溶解度,辛醇,-,水分配系数,(octanol-water partition coefficient),平衡条件下,某一化学品在辛醇相与水相中得浓度之比。,K,ow,=-,化学品在辛醇相中得浓度,化学品在水相中得浓度,K,ow,就是无量纲得值。就是在很低浓度下测定得,所以,K,ow,就是一个与溶质浓度相关性很小得函数。,K,ow,范围在,10,-3,10,7,。常用,lgK,ow,表示。,Octanol-Water Partition Coefficient(K,OW,),The octanol-water partition coefficient is the ratio of the concentration of a chemical in octanol and in water at equilibriu