 上传我的文档
 下载
 收藏
一位正在IT行业中学习的小人物，想分享一些学习资料给所有人
 下载此文档
正在努力加载中...
一种硫酸盐还原菌群（SRBⅢ）的dsrA基因的克隆与海表达
下载积分：1250
内容提示：一种硫酸盐还原菌群（SRBⅢ）的dsrA基因的克隆与海表达
文档格式：PDF|
浏览次数：4|
上传日期： 22:40:50|
文档星级：
全文阅读已结束，如果下载本文需要使用
 1250 积分
下载此文档
该用户还上传了这些文档
一种硫酸盐还原菌群（SRBⅢ）的dsrA基因的克隆与海表达
关注微信公众号同化型硫酸盐还原_百度百科
声明：百科词条人人可编辑，词条创建和修改均免费，绝不存在官方及代理商付费代编，请勿上当受骗。
同化型硫酸盐还原
本词条缺少信息栏、名片图，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来吧！
同化型硫酸盐还原是利用硝酸盐作为唯一氮源的一种化学反应。
许多细菌、某些真菌及大部分藻类和植物，能利用硝酸盐作为唯一氮源。硝酸盐经亚硝酸盐、一种未知的中间产物(可能是次亚硝酸盐)和轻胺，还原成氨。硝酸盐由硝酸还原酶还原成亚硝酸盐。大部分细菌和真菌中，亚硝酸盐通过许多酶学步骤而被还原为氨。在植物、藻类和巴氏梭菌( Clostridium扣steurianum)中。亚硝酸盐由与铁氧还蛋白连接的亚硝酸盐还原酶还原成氨。氨经下列反应而同化:a--}戊二酸+NH,谷氨酸脱氢酶谷氨酸同化型硝酸还原是一种典型的好氧过程，当有氨或还原性含氮有机物存在时，可以被抑制，不形成ATP,所参与的酶似乎不同于硝酸盐呼吸中的酶.[1]
微生物学词典复旦丈学硕士学位论文一种硫酸盐还原菌壁（ｓＲＢ磐；
复旦丈学硕士学位论文一种硫酸盐还原菌壁（ｓＲＢ磐）一ｄｓｒＡ蓬里堕塞堕生壅堕表１．ＳＲＢ的分类及特征形状运动性ＤＮＡ的生长温度℃ＧＣ含量（％）（１）革兰氏阴性嗜温ＳＲＢ脱硫叶菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｂｕｌｂｕｓ）脱硫微菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｍｉｃｒｏｂｉｕｍ）脱硫弧菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ）脱硫菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒ）脱硫杆菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）脱硫球菌属（ＤｅｓｕｌｆｏＣＯＣＣＩｚＳ）脱硫念珠菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｍｏｎｉｌｅ）脱硫线菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｎｅｍａ）脱硫八叠球菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｓａｒｃｉｎａ）柠檬状，杆状卵圆型，杆状．｜斗＋｛－５９．６０５２．６７２５．４０２５．４０弧状圆型，杆状圆型，杆状＋４８．６６４４―４６４Ｉ．５２４６．５７２５．４０２０―２３２０．３５２８．３５＋｜－＋ｆ．球状，柠檬状杆状．｜七４９３７２８．３２细丝状圆杆或球型，包裹直线曲线杆状弧状，杆状球状滑行＋，．３５＿４２５１３３（２）革兰氏阳性嗜温ＳＲＢ脱硫肠状菌属（ＤｅｓｕｌＪｂｔｏｍａｃｕｌｕｍ）（３）嗜热细菌ＳＲＢ热脱硫菌属（Ｔｈｅｒｍｏｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）（４）嗜热古细菌ＳＲＢ古生球菌属（Ａｒｃｈａｅｏｇｌｏｂｕｓ）－／＋３０。３８６５．７０＋４８．５２２５－４０。４０．６５＋｝．４】．４６６４－９２除了根据１６ＳｒＲＮＡ的分子系统分类法外，也可以根据生理特性将ＳＲＢ分成两大类（Ｍａｄｉｇａｎｅｔａ１．１９９７），第一类包括上述的（１）（２）类ＳＲＢ中的主要种类，如脱硫弧菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ）、脱硫单胞菌属（Ｄｅｓ“ｌｆｏｍｏｎａｓ）、脱硫肠状菌属∞瞻砂白胁批跏肠脚）和脱硫叶菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｂｕｌｂｕｓ），它们都可利用乳酸、丙酮酸、乙醇或某些脂肪酸为碳源，将硫酸盐还原为硫化氢。第二类包括上述第（１）类中的脱硫菌（Ｄｅｓｕ扣ｂａｃｔｅｒ）、脱硫球菌属（ＤｅｓｕｌｆｏＣＯＣＣＩ，Ｉ￥）、脱硫八叠球菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｓａｒｉｃｉｎａ）和脱硫线菌属（Ｄｅｓｕｌｆｏｎｅｍａ）等，它们的特点是可以氧化脂肪酸，尤其是乙酸盐，同时将硫酸盐还原为硫。３、ＳＲＢ的生态学意义６复旦大学硕士学位论文～种硫酸盐还堕堕彗！！垦！型！塑生坠苎里！堕堕皇！坠（１）自然界中的硫元素及其氧化还原循环硫是地球上的主要元素之一，可以以多种氧化态的形式存在（表２）。地球上大量硫元素在地壳中以多种硫酸盐矿（主要是石膏，ＣａＳ０４）和硫化氢矿（主要是黄铁矿ＦｅＳ２）等形式存在，也可以元素硫存在。海水是地球硫元素主要的仓库之一，其中含有大量的硫酸盐，浓度高达２．６９／Ｌ，同时也有硫化氢和元素硫存在。硫元素也是生命体必须的元素，其需要量大约是氮元素的十分之～，碳元素的１００分子一。硫对于生物的重要意义，主要表现在它是蛋白质的主要组成元素之一，可以形成二硫键，对于蛋白质的结构和功能发挥重要的作用。另一方面，某些形式硫在高浓度时对植物或动物是有毒的，硫元素的存在也会对雨水、地表水和土壤的酸性程度产生重要的影响，从而又会影响诸如其他物质循环过程，特别是脱氨作用的速率。表２．硫化合物的主要氧化态无机硫化合物硫化物Ｓｕｌｆｉｄｅ：ＨｚＳ》ＨＳ。．＞Ｓ２’硫元素ＥｌｅｍｅｎｔａｌＳｕｌｆｕｒ：Ｓｏ氧化态．２０＋２＋４硫代硫酸盐Ｔｈｉｏｓｕｌｆａｔｅ：Ｓ２０３２’亚硫酸盐Ｓｕｌｆｉｔｅ：Ｓ０３２‘硫酸盐Ｓｕｌｆａｔｅ：Ｓ０４２。＋６地球上的不同形式的硫元素是处在不停的循环之中的。火山爆发，人类活动（一般是工业活动），微生物的还原作用等不断地向空气中释放含硫的气体，包括二氧化硫，硫化氢等，也会有硫酸盐以颗粒形式存在。这些含硫化合物从大气圈中或直接降落、或以雨水形式降落，造成地表环境下硫化物的积累。某些形式的硫可以通过同化作用被植物和微生物吸收，成为有机硫，其细胞的组成部分。当这些生物死亡或被动物消化后，有机硫化物可通过微生物的异化作用分解还原为无机硫，重返土壤或水体中。ＳＲＢ是唯一能够进行异化还原作用的生物，在这一过程中具有关键作用，将有机硫转变为Ｈ２Ｓ气体，使硫元素回到大气。另外，海洋中由某些浮游植物可以产生Ｓ０２气体。这些含硫气体再次进入大气，使硫元素的循环不断继续进行。（２）ＳＲＢ与硫的氧化还原循环复旦大学硕士学位论文一种硫酸盐还原菌群（ＳＲＢＩＩＩ）的ｄｓｒＡ基因的克隆与表达硫酸盐是硫的最高氧化形式，也是海水和其他水体中一种主要的阴离子。ＳＲＢ在硫酸盐还原过程中具有独特的作用。许多生物能够将硫酸赫还原为ｓ２‘。这一过程可以分为同化型和异化型两种类型。大多数微生物和植物都能利用硫酸盐作为硫源，把它转变为含巯基（一ＳＨ）的蛋白质等有机物，硫元素也由十６价氧化态转变为．２价氧化态。这一过程称为同化型硫酸盐还原作用（ａｓｓｉｍｉｌａｔｏｒｙｓｕｌｆａｔｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）（图ｌ，２）。所产生的有机硫化物可以通过腐化细菌的脱硫作用（ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｃａｔｉｏｎ）作用分解转化为Ｈ２Ｓ。图１．硫的氧化还原循环示意图除了同化型硫酸盐还原作用外，还有一种还原硫酸盐的过程是异化型硫酸盐还原作用（ｄｉｓｓｉｍｉｌａｔｏｒｙｓｕｌｆａｔｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）。这一作用是ＳＲＢ类微生物特有的。ＳＲＢ可以直接将硫酸盐的还原为Ｈ２Ｓ，并从中获得能量，提供生命活动的需要。在这一过程中，微生物借助多种酶的催化作用，将电子转到硫原子，使之ｆｌｊ＋６价氧化态转变为一２价氧化态，但其中并不形成有机硫化物的中间物（图１，２）。堡呈＿犬堂堡主兰壁堡壅＝壁堕墼苎至堕！型！！些！望Ｌ堕型！生苎旦堕重塑兰！ｉ型苎由于氧气的存在会对干扰电子转移的过程，异化型硫酸盐还原作用多在无氧或低氧的条件下发生，而进行这一反应的ＳＲＢ也都是厌氧性微生物。，晔酥｛翟瑙≮；冰，隙堕一ｓｏ，。．５ｂ一一Ｈ：ｓ一释放Ｉ，，ＩＮＡ＾ＤＰＨ２ｅ％－ＮＡＤＰＡＳｊ弋｝一＋ＳＯ，，：．∑一一。：．豁锋麓装ＩＩ甲硫氨酸等）图２．异化硫酸盐还原（Ｉ）和同化硫酸盐还原（ＩＩ）示意图（３）ＳＲＢ与金属污染治理工业、矿业产生的有害重金属，放射性物质对环境造成严重污染，能引起各种人类的疾病。控制和治理这类污染刻不容缓。近年来，微生物在转化金属污染中的独特作用越来越受到重视。研究发现，ＳＲＢ除了对自然界硫元素的循环具有重要作用外，在去除污染环境的有害金属方面也有重要的贡献。利用ＳＲＢ是比常用的许多去除金属离子方法，如离子交换法、液相膜抽提法等更加有效、更为经济。ＳＲＢ生长过程中，在厌氧产生环境下产生大量的ｓ２’。很显然，这些ｓ２‘能和重金属结合，形成不溶的沉淀，从而降低环境中，特别是水体环境中的游离的重金属污染。例如Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏｄｅｓｕｌｆｕｒｉｃａｎｓ能结合氧化态氢或者是简单的有机酸还原金属，如Ｃｒ（Ⅵ））；Ｆｅ（ＬＩＩ）、ｕ（ＶＩ）、Ｍｏ（ＶＩ）（Ｔｕｃｋｅｒ１９９８）、Ｔｏ（ＶＩＩ）、Ｐｄ（ＩＩ）等，尽管金属的还原和菌的生长是没有关系的（Ｌｏｖｌｅｙ１９９８．１９９９，２００１：）。１９９１，１９９３：Ｌｌｏｙｄ除了通过ｓ２‘与金属离子形成沉淀外，ＳＲＢ还能与金属化合物有效的结合。如Ｂｒｉｄｇｅ等（１９９９）发现，Ｄｅｓｕｌｆｏｃｏｃｃｕｓ的～些种类可以高效地结合铜和锌。ＳＲＢ在自然环境中常常会形成生物膜（ｂｉｏｆｉｌｍ），这些生物膜是细菌的聚集体，其表９墨呈：查兰堡圭堂垡堡苎；二壁堕墼苎堡堕蔓登！！些！望Ｌ盟型竺！董望堕里垦！！ｉ！查面可以吸附大量金属，帮助金属沉降，进一步降低水体中可溶性金属离子的浓度。Ｌａｂｒｅｎｚ等（２００２）发现ＳＲＢ的生物膜中带有大量ＺｎＳ微小颗粒，显示ＳＲＢ在矿物沉积中可能有重要作用。Ｗｈｉｔｅ＆Ｏａｄｄ（２０００）发现在含铜离子的水体中形成的ＳＲＢ生物膜表面，聚集了大量硫化铜。除了通过Ｓ２。与金属形成沉淀外，有些ＳＲＢ还能通过酶促作用直接将电子转移到金属元素，将其还原到毒性和溶解度较低的还原状态。例如，Ｌｏｖｌｅｙ（１９９２，１９９４）发现Ｄ．ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｎｃａｎ，Ｄｖｕｌｇａｒｉｓ能够还原铀和铬，而且这种还原性主要是通过细胞色素Ｃ３进行的。Ｔｕｃｋｅｒ等（１９９８）也证明，Ｄ．ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｃａｎ能够还原多种重金属，包括钼、铬、铀和锶等。放射性铀污染对环境的破坏作用巨大。Ｃｈｕｇ等（２００１）对美国新墨西哥地区含铀污染的地下水进行了研究，发现其中广泛分布着多种ＳＲＢ，表明ＳＲＢ可以通过还原铀产生的能量生存。根据异化型硫酸盐还原酶（ｄｓｒ）基因的ＰＣＲ产物进行克隆测序分析，在低铀（＜＝３０２ｐｐｂ）的水体中，主要种类属于Ｄｅｓｕｌｆｏｔｏｍａｃｕｌｕｍ，而在高铀（＞１，５００ｐｐｂ）水体，得到了一个Ｄｅｓｕ的ｔｏｍａｃｕｌｕｍ序列类似菌体。表明不同的微生物在不同在铀污染程度的环境中有不同的作用。铬是冶金、电镀工业产生的重要金属污染之一。三价铬是人体必须的元素，六价铬氧化性很强，毒性高，对人体，植物，动物有害，有可能致癌，而且六价铬在水中溶解度极高，不易被清除。近年的研究发现，ＳＲＢ在将六价铬还原为较易清除的三价铬中具有重要作用。Ｌｉ等（１９９４）报道过一种ＳＲＢ（ＩＩＩ）复合菌株，具有很强的Ｃｒ（ＶＩ）还原能力。Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ等（２００２）从含Ｃｒ的污染活性淤泥中分离得到４８个抗性菌株，分为６大类。５４％的细菌属于Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ和Ｏｃｈｒｏｂａｃｔｒｕｍ。其余的属于６蛋白细菌和高ＧＣ革兰氏阳性细菌。分析了菌株对Ｃｒ（ＶＩ）的抗性和还原能力，除了２种菌株以外，其他的都能在ｌｍＭ的Ｃｒ中生长。在富集期间，所有的菌株都能在２ｍＭＣｒ（ＷＩ）中生存，并还原所有的Ｃｒ（ＶＩ）。每一类的典型菌株都能部分的（５．４．３９．１％）还原培养基中Ｃｒ（Ⅵ）。认为抵抗和还原Ｃｒ（ＶＩ）并不是一类菌的唯一特征，可能是这类污染环境选择压力下的基因间水平转移的结果，使许多菌都具有了抵抗和还原Ｃｒ（ＶＩ）的能力。Ｍｉｃｈｅｌ等（２００１）测试了Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ和Ｄｅｓｕｌｆｏｍｉｃｒｏｂｉｕｍ中的ＳＲＢ，比较了酶还原Ｃｒ（Ｖ１）的性质。认为在ＳＲＢ中，还原Ｃｒ的能力是很普遍的。其中，Ｄｅｓｕｌｆｏｍｉｃｒｏｂｉｕｍｎｏｒｖｅｇｉｃｕｍ有最高的Ｃ“Ⅵ）还原率。这一菌株能在超过５００ｍＭ的铬酸盐中生长。分析了它们的细胞色素Ｃ发现，Ｄｅｓｕｌｆｏｍｉｃｒｏｂｉｕｍｎｏｒｖｅｇｉｃｕｍｖｕｌｇａｒｉｓ的４个亚铁血红素（ｈｅｍｅ）的细胞色素Ｃ３的活性是Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ（Ｈｉｌｄｅｎｂｏｒｏｕｇｈ）（４ｈｅｍｅｃ９和Ｄｅｓｕｌｆｕｒｏｍｏｎａｓａｃｅｔｏｘｉｄａｎｓ（３ｈｅｍｅＣ７）的两倍。通０三亿文库包含各类专业文献、行业资料、生活休闲娱乐、文学作品欣赏、专业论文、中学教育、一种硫酸盐还原菌群(SRBⅢ)的dsrA基因的克隆与表达51等内容。　
　Q/XCBHX SRB-HX 型硫酸盐还原菌测试瓶 1.范围 本标准规定了油田注入水用 SRB-HX 型硫酸盐还原菌测试瓶的技术要求、检测和试验方 法、检验规则、... 　硫酸盐还原菌杀菌实验 (瓶试法)_农学_农林牧渔_...1mL 注入到第二个 SRB-HX 测试瓶中,充分摇匀,...七、分析结果表述 以百分数表达杀菌率 X 按照公式(... 　一种新的硫酸盐还原_化学_自然科学_专业资料。一种...1998)由于硫 酸盐还原菌(SRB)的生长量仅为 0.2... 　硫酸盐还原菌_能源/化工_工程科技_专业资料。硫酸盐还原菌(SRB)杀菌剂产品简介 ? D―560 百宜油田专用杀菌剂是针对油田内广泛存在的硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌... 　1.硫酸盐还原菌简介硫酸盐还原菌 (Sulfate-Reducing Bacteria,简称 SRB) 是一种厌氧的微生 物。是一类能把硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等硫氧化以及元素硫还原... 　硫酸盐还原菌在废水处理中的应用原理_能源/化工_工程科技_专业资料。硫酸盐还原菌在废水处理中的应用原理根据 SRB 生化代谢特性可见其在废水处理中有极大的潜力和广... 　油田水中硫酸盐还原菌腐蚀控制技术 摘要:硫酸盐还原菌(简称 srb)广泛存在于油田生产的各个环 节,其代谢过程中可产生硫化氢,进而损害设备、管线,造成巨大 经济损失,... 　油田水中硫酸盐还原菌腐蚀控制技术 摘要:硫酸盐还原菌(简称 srb)广泛存在于油田生产的各个环 节,其代谢过程中可产生硫化氢,进而损害设备、管线,造成巨大 经济损失,...青岛海博生物为您提供种类齐全的微生物培养基产品及相关技术服务！
海博商城全新改版，更丰富的产品内容，更美观清新界面，微生物培养基网上订购平台欢迎您的访问。
600多种微生物培养基配方、原理、用法、质量控制，涵盖所有常检细菌及其他细菌。
> ->->微生物与生物地球化学循环
微生物与生物地球化学循环
录入时间: 14:23:28
来源：百度
生物地球化学循环(biogeochemical cycles)
&&&&&& 是指生物圈中的各种化学元素，经生物化学作用在生物圈中的转化和运动。这种循环是地球化学循环的重要组成部分。
&&&&&& 地球上的大部分元素都以不同的循环速率参与生物地球循环。生命物质的主要组成元素(C、H、O、N、P、S)循环很快，少量元素(Mg、K、Na、卤素元素)和迹量元素(Al、B、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Se、V、Zn)则循环较慢。属于少量和迹量元素的Fe、Mn、Ca和Si是例外，铁和锰以氧化还原的方式快速循环。钙和硅在原生质中含量较少，但在其他结构中含量很高。
&&&&&& 碳、氮、磷、硫的循环受二个主要的生物过程控制，一是光合生物对无机营养物的同化，二是后来进行的异养生物的矿化。实际上所有的生物都参与生物地球化学循环。微生物在有机物的矿化中起决定性作用，地球上90%以上有机物的矿化都是由细菌和真菌完成的。
1、 碳循环
&&&&&& 碳元素是一切生命有机体的最大组分，接近有机物质干重的50%。碳循环是最重要的物质循环。
i） 碳在生物圈中的总体循环
&&&&&& 初级生产者把CO2转化成有机碳。初级生产的产物为异养消费者利用，并进一步进行循环，部分有机化合物经呼吸作用被转化为CO2。初级生产者和其他营养级的生物残体最终也被分解而转化成CO2。大部分绿色植物不是被动物消费，而是死亡后被微生物分解，CO2又被生产者利用。
ii）生境中的碳循环&&&&
&&&&&& 生境中的碳循环是生物圈总循环的基础，异养的大生物和微生物都参与循环，但微生物的作用是最重要的。在好氧条件下，大生物和微生物都能分解简单的有机物和生物多聚物(淀粉，果胶，蛋白质等)，但微生物是唯一在厌氧条件下进行有机物分解的。微生物能使非常丰富的生物多聚物得到分解，腐殖质、蜡和许多人造化合物只有微生物才能分解。
&&&&&& 碳的循环转化中除了最重要的CO2外，还有CO、烃类物质等。藻类能产生少量的CO并释放到大气中，而一些异养和自养的微生物能固定CO作为碳源(如氧化碳细菌)。烃类物质(如甲烷)可由微生物活动产生，也可被甲烷氧化细菌所利用(图ll―1)。大气CO2浓度的持续提高引起的“温室效应”是一个全球性环境问题。
2、 氮循环
&&&&&& 氮循环由6种氮化合物的转化反应所组成，包括固氮、氢化(脱氨)、硝化作用、反硝化作用及硝酸盐还原。它们大多实际上是氧化还原反应。氮是生物有机体的主要组成元素，氮循环是重要的生物地球化学循环。
&&&&&& 固氮是大气中氮被转化成氨(铵)的生化过程。其对氮在生物圈中的循环有重要作用，据测算&&每年全球有约2.40×108吨氮被固定，这和反硝化过程失去的氮大致相等。生物固氮是只有微生&&物或有微生物参与才能完成的生化过程。具有固氮能力的微生物种类繁多，游离的主要有固氮菌、&&梭菌、克雷伯氏菌和蓝细菌；共生的主要是根瘤菌和弗兰克氏菌。
ii ）氨化作用(ammonfication)
&&&&&& 氮化作用是有机氮化物转化成氨(铵)的过程。微生物、动物和植物都具有氨化能力，可以发生在好氧和厌氧环境中。氢化作用放出的氨可被生物固定利用和进一步转化，同时也挥发释放到大气中去，这个部分可占总氮损失的5%(其他95%为反硝化损失)。
iii） 硝化作用(nitrification)
&&&&&& 硝化作用是好氧条件下在无机化能硝化细菌作用下氨被氧化成硝酸盐的过程。它的重要性是产生氧化态的硝酸盐，产物又可以参与反硝化作用。硝化作用分两步进行：
&&&&&& 把铵氧化成亚硝酸的代表性细菌是亚硝化单胞菌属，此外还有亚硝化叶菌属、亚硝化螺菌属、亚硝化球菌属、亚硝化弧菌属。把亚硝酸氧化成硝酸代表性细菌是硝化杆菌属，此外还有硝化刺菌属、硝化球菌属。前者称为亚硝化菌(nitrosobacteria)，后者称为硝化菌(nitrobacteria)，两者统称为硝化(作用)细菌(nitrifying bacteria)。硝化作用是一个产能过程，硝化细菌经卡尔文循环和不完全的三羧酸循环利用CO2合成细胞物质。
iv） 硝酸盐还原和反硝化作用(nitrate reduction and denitrification)
&&&&&& 硝酸盐还原包括异化硝酸盐还原和同化硝酸盐还原。异化硝酸盐还原又分为发酵性硝酸盐还原(fermentative nitrate reduction)和呼吸性硝酸盐还原(respiratory nitrate reduction)。如呼吸性硝酸盐还原的产物是气态的N2O、N2，则这个过程被称为反硝化作用。同化硝酸盐还原是硝酸盐被还原成亚硝酸盐和氨，氨被同化成氨基酸的过程。这里被还原的氮化物成为微生物的氮源。异化硝酸盐还原是在无氧或微氧条件下，微生物进行的硝酸盐呼吸即以NO3-或NO2-代替O2作为电子受体进行呼吸代谢。与同化硝酸盐还原相比，它的酶系一般是颗粒性的，可被氧竞争性抑制，但不受氢的抑制。发酵性硝酸盐还原中硝酸盐是发酵过程的“附带”电子受体，而不是末端受体，为不完全还原，发酵产物主要是亚硝酸盐和NH4+。其特点是没有膜结合酶，细胞色素和电子传递磷酸化。这种现象在自然界非常普遍，大多数由兼性厌氧菌来完成，如肠杆菌属、埃希氏菌属和芽孢杆菌属细菌。呼吸性硝酸盐还原中硝酸盐作为末端电子受体被还原成亚硝酸盐、氨或产生气态氮(反硝化作用)。在反硝化过程中硝酸盐经一系列酶的作用，细胞色素传递电子，最后被还原成N2O和N2，大量的N2O、N2释放到大气中去。反硝化过程也是一个偶联产能过程，但电子传递链较短，一个硝酸盐还原过程产生2个ATP，反硝化细菌的生长缓慢。具有异化硝酸盐还原能力的微生物很多，大部分是异养的，少量自养，有的能兼营异养和自养。但它们都是好氧菌或兼性厌氧菌。反硝化作用的效应是造成氮的损失从而降低氮肥效率，N2O的释放可破坏臭氧层，损失的氮因固氮过程增加的氮而得到平衡。
3、 硫循环
&&&&&& 硫是生命有机体的重要组成部分，大约占干物质的1%。生物圈中含有丰富的硫，一般不会成为限制性营养。硫的生物地球化学循环如图11―3。从图可见生物地球化学循环包括还原态无机硫化物的氧化，异化硫酸盐还原，硫化氢的释放(脱硫作用)，同化硫酸盐还原。微生物参与所有这些循环过程。
i ）硫的氧化
&&&&&& 硫氧化是还原态的无机硫化物(如S0、H2S、FeS2、S2O22-和S4O62-等)被微生物氧化成硫酸的过程。具有硫氧化能力的微生物在形态，生理上各有不同的特点，一般可分为两个不同的生理类群，包括好氧或微好氧的化能营养硫氧化菌和光营养琉细菌。此外异养微生物(如曲霉、节杆菌、芽孢杆菌、微球菌等)也具有氧化能力。
ii ）硫酸盐还原
&&&&&& 和硝酸盐相似，硫酸盐也可以被微生物还原成H2S，这部分微生物称为硫酸盐还原菌。硫酸盐还原产物H2S在胞内被结合到细胞组分中称为同化硫酸盐还原。硫酸盐作为末端电子受体还原成不被同化的H2S，称为异化硫酸盐还原，也称为反硫化作用。电子供体一般是丙酮酸，乳酸和分子氢。主要的硫酸盐(异化)还原菌包括脱硫杆菌、脱硫叶菌。
iii） 硫化氢的释放(有机硫化物的矿化)
&&&&&& 生物尸体和残留物中含硫蛋白质经微生物的作用释放出H2S、CH3SH、(CH2)3S等含硫气体，一般的腐生细菌都具有分解有机硫化物能力。
4、 磷循环
&&&&&& 磷是所有生物都需要的生命元素，遗传物质的组成和能量贮存都需要磷。磷的生物地球化学循环包括三种基本过程：①有机磷转化成溶解性无机磷(有机磷矿化)，②不溶性无机磷变成溶解性无机磷(磷的有效化)，③溶解性无机磷变成有机磷(磷的同化)。微生物参与磷循环的所有过程，但在这些过程中，微生物不改变磷的价态，因此微生物所推动的磷循环可看成是一种转化。
5、 铁循环
&&&&&& 铁循环的基本过程是氧化和还原。微生物参与的铁循环包括氧化、还原和螯合作用。由此延伸出的微生物对铁作用的三个方面：①铁的氧化和沉积&&在铁氧化菌作用下亚铁化合物被氧化高铁化合物而沉积下来；②铁的还原和溶解&&铁还原菌可以使高铁化合物还原成亚铁化合物而溶解；③铁的吸收&&微生物可以产生非专一性和专一性的铁整合体作为结合铁和转运铁的化合物。通过铁整合化合物使铁活跃以保持它的溶解性和可利用性。
6、 其他元素的循环
&&&&&& 锰的转化与铁相似。许多细菌和真菌有能力从有机金属复合物中沉积锰的氧化物和氢氧化物。钙是所有生命有机体的必需营养物质，芽孢形成菌内生孢子含有钙吡啶，钙离子影响膜透性与鞭毛运动。钙的循环主要是钙盐的溶解和沉淀，Ca(HCO3)2高溶解度，而CaCO3难溶解。硅是地球上除氧外的最丰富元素，主要化合物是SiO2。硅是某些生物细胞壁的重要组分。硅的循环表现在溶解和不溶解硅化物之间的转化。陆地和水体环境中溶解形式是Si(OH)4，不溶性的是硅酸盐。硅利用微生物(主要是硅藻，硅鞭藻等)可利用溶解性硅化物。一些真菌和细菌产生的酸可以溶解岩石表面的硅酸盐。
版权所有 青岛高科技工业园海博生物技术有限公司硫酸盐对厌氧生物处理的影响及控制对策_董延茂_文档下载
亿万文档 免费下载
当前位置： &
& 硫酸盐对厌氧生物处理的影响及控制对策_董延茂
硫酸盐对厌氧生物处理的影响及控制对策_董延茂
硫酸盐对厌氧生物处理的影响及控制对策
董延茂 赵 丹 沈耀良 (苏州城建环保学院 苏州215011)
摘 要 对硫酸盐对厌氧生物处理过程影响机理进行了深入的分析,并由此提出了高浓度硫酸盐废水处理的可行方法及控制对策。
关键词 厌氧生物处理 硫酸盐还原作用 产甲烷作用
InfluenceofSulphateonAnaerobicBio-filterTreatmentanditsControlStrategy
DongYanmao,ZhaoDan,ShenYaoliang
Abstract Theinfluencemechanismofsulphateontheanaerobicbiologicaltreatmentisanalyzedindetail,andthefeaiblemethodandthecontrolstrategyofhighconcentratedsulphatewastewaterarepresented.
Keywords Anaerobicbiologicaltreatment
Sulphatereductionfunction
Methanogenication
以造纸、食品加工、化工及抗生素制药工业等为代表的生产废水大多含有高的COD及硫酸盐,在应用厌氧生物处理工艺对其进行治理的过程中,高浓度的硫酸盐对厌氧微生物会产生强烈的抑制作用,致使处理效果难以令人满意。因此,硫酸盐废水的厌氧处理技术已成为人们研究的重点。1 硫酸盐在厌氧处理中的代谢过程及影响机理1.1 代谢过程
硫是组成细菌细胞必不可少的一种基本元素。在污水厌氧生物处理过程中,硫元素的转化作用主要表现为SO4还原为H2S的过程,这一过程通常是由两种途径来完成的。
一是同化硫酸盐还原反应。硫酸盐通过微生物的作用,同化蛋氨酸,胱氨酸等含-SH基的有机物,其产物再通过腐化细菌的分解作用释放H2S,其转化过程为:
HOOC-CHCH2SH+2H2O
H3COOH+HCOOH+NH3+H2S
1.2 影响机理
1.2.1 SRB与MPB的竞争机制 当废水中含有少
量或适量的硫酸盐时,微生物主要进行的是同化硫酸盐还原反应,其代谢产物对厌氧生物降解过程具有一定的促进作用。此时,SRB作为非产甲烷菌降解有机物,并为产甲烷菌(MPB)提供可利用的基质,同时还有助于维持环境中适宜的氧化还原电位。但当废水中含高浓度硫酸盐时,SRB主要进行异化硫酸盐还原反应,其产生的硫化物严重影响厌氧反应器内微生物的正常代谢过程,从而降低有机物的降解率及甲烷产率,主要表现在以下几个方面:1.2.1.1 基质的利用能力 由表1可见,作为在厌氧生物降解最终步骤中竞争的乙酸和氢,SRB对它们的亲和力,也即利用能力高于MPB;而MPB的Vmax值相对较高,即在乙酸盐和氢浓度高时,MPB才可能实现对它们的有效利用。在ZaidIsa等人[1]的研究已证明了这一现象:在低浓度(1~5)mmol/L的乙酸或低于5Lmol/L的H2为基质时,SRB对底物的竞争能力高于MPB。
表1 SRB和MPB的生长动力学参数[2]
细菌SRBMPB
Km(mmol/L基质)
Vmax(mmol/g.vss.d)
二是异化硫酸盐还原反应。此还原反应即是由硫酸盐还原微生物(SRB)以SO2-为最终电子(H+)4受体,氧化有机物,产生H2S,从而获得能量的过程。其利用的氢既可是来自乳酸盐等有机物脱下的氢,也可以来自分子氢。以葡萄糖为基质。此作用过程
又被称为反硫化作用,主要是由脱硫弧菌属来完成的。其反应过程如下:
C6H12O6+3H2SO4
2+6H2O+3H2S+能量
另外,从SRB和MPB利用底物的自由能来看,
Word文档免费下载： （下载1-3页，共3页）
环境微生物学 [ M ] ,北京 : 中国轻工业 出版社 ,2001 [4 ] 董延茂 ,赵丹 ,沈耀良 . 硫酸盐对厌氧生物处理的影响 及控制对策 [J ] . 江苏环境科技 ,...W a ter Science & T echno logy, 1994, 30 [ 6 ] 董延茂, 赵丹, 沈耀良. 硫酸盐对厌氧生物处理的影响及 控制对策 [J ]. 江苏环境科技, 2000, 13 ...中国建筑工业出版社, 1988 7 董延茂, 赵丹等. 硫酸盐对厌氧生物处理的影响及控制对策. 3 结 论 江苏环境科技, 2000, 13 ( 4) : 4 ~ 6 ( 1) 天然气...厌氧生物膜反应器用于处理废水和生产甲烷的研究进展 ...S2- 浓度对厌氧生化效率的影响及应对措施 ………张祥明...张琼王罕 邱海浪 董延茂 张伟 2+ 硫酸盐还原菌对...) :7-10 3、董延茂,赵丹,沈耀良. 硫酸盐对厌氧生物处理的影响及控制对策. 江苏环境科技, ) :4-6 4、董延茂. 在化学教学中培养学生...