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生物降解的微生物基础

花匠小妙招
2024-11-13 07:01

（3）环氧化作用: 微生物能够使部分带双键化合物形成环氧化物, 使得产物对动物更有毒性（4）硫代磷酸酯转化为磷酸酯: 激活反应在动物体内or自然界中发生, 氧化脱硫造成毒性增强可高达1万倍, 如毒虫畏激活后, 氧化脱硫形成强烈胆碱酯酶抑制剂。其她激活方法有: 苯氧羧酸代谢、硫醚氧化、酯水解、甲基化、去甲基化等激活作用类型: a.经典激活: 产物比前体物质更含有毒性; b.缓解一个化合物有两种前途: 变成毒性即激活; 转化为无毒产物, 从而避免了激活, 称为缓解。 c.生物毒性谱改变: 结构改变对另一个生物有害第四节微生物驯化驯化及其在污染物处理中应用土壤和水体受到污染后, 尤其在受到不轻易生物降解有机物污染后, 污染物开始不发生降解或降解很慢, 经过一段时间后污染物会快速降解。驯化期（acclimation period）:从污染物进入环境到污染物开始快速降解时间间隔。又称: 适应期（adaptation period）, 停滞期（lag period）驯化期长短改变很大, 时间取决于化学品种类、化学品浓度以及环境条件。化学品环境驯化期 4－硝基酚水－沉积物 40～80h 五氯酚河水 21～35天二硝酚土壤 16天氯代苯类生物膜 10天～5个月次氨基三乙酸河口 50天杀草强土壤 7天苯胺灵土壤 20天驯化: 定向选育, 即经过人工方法使微生物逐步适应某种特定条件, 最终取得含有较高耐受力和代谢活性菌株。原始菌株靶化合物靶化合物靶化合物高活性菌株浓度逐渐增加驯化后效应驯化期结束标志着降解开始。降解某种化学品微生物群落驯化出来, 能保持一段时期活性。不是全部化合物都有驯化后效应。可能原因？化学品浓度太低。例: 4－硝基苯酚驯化后效应: 在含有沉积物和天然水样品中浓度高于10μg/L 才能降解, 不然无法降解。 C≤10μg/L C1＞10μg/L 农药加速降解现象: 单一或反复使用某种杀虫剂、杀菌剂或除草剂, 对有害生物控制失效。为何？ 1、抗药性产生; 2、化学品快速降解→农药加速降解（accelerated pesticide degradation）, 促进生物降解（enhanced microbial degradation）问题产生因为驯化期长度和降解速率发生了改变。为了延长农药作用期, 需要使用延缓剂→抑制生物降解菌有些农药没有这类问题: 如毒死蜱、异丙隆等施用过土壤比从未施用土壤愈加快速矿化农药影响驯化原因一个基质驯化出微生物群落常常同时驯化出降解部分相关结构分子群落。环境因子影响驯化期长短。如: 温度、pH、通气情况、N、P、等等代谢化合物浓度。微量浓度化学品生物降解速率随浓度增加而提升, 但浓度越高驯化期越长。微生物区系差异。同一个化学品在同一浓度下, 随地点不一样驯化期差异很大。产生驯化期原因对驯化期认识, 早期建立在纯培养基础上。不足之处: 纯培养细菌浓度远远超出自然界单个种群密度。重新设计试验来验证假说, 结果部分新解释以下: 群体数量太少与检测灵敏度不够毒物存在原生动物捕食作用新基因型出现二次生长酶诱导和停滞期 1.群体数量太少和检测灵敏度不够土壤、天然水、污水和废水环境中能够利用合成有机化合物生长微生物群体数量是极少 , 有时甚至只有多个。即使是多个细胞在旺盛代谢污染物, 但不会被观察到显著浓度下降和细胞增加。只有细胞分裂进入指数期, 母体化合物浓度下降才会被观察到。有机物初始浓度越高, 经历停滞期越长! 2.毒物存在抑制剂存在影响了驯化期。化学品浓度很高, 只有极少微生物能够降解; 很多污染点都是有毒化学品混合物, 抑制了微生物降解。地下水污染羽状带, 因为污染物流出使抑制剂稀释而发生降解。毒物有多个方法让驯化期延长或缩短单纯抑制: 如重金属抑制降解NTA, 使得活性淤泥驯化期延长; 抑制快生菌: 毒物抑制快生菌, 通常使降解污染物混合种群优势菌株。毒性产生: 毒性最初不存在, 在降解过程产生。如: 在苯酚和4－硝基苯酚共存, 苯酚降解受到4－硝基