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生物降解過程在自然環(huán)境變化中的作用淺析

文檔作者：顏崗王成文文檔來源：中國城市建設研究院有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年10月12日
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生物降解過程在自然環(huán)境變化中的作用淺析
顏崗王成文
(中國城市建設研究院有限公司山東分院山東濟南250101)
摘要生物降解過程是指通過自然界中微生物自身的分解代謝作用．將環(huán)境中的有機物等分解成無害的物質過程。微生
物的分解代謝作用對于環(huán)境中污染物的分解與轉化起著非常重要的作用。簡要介紹微生物降解對物質循環(huán)的研究現(xiàn)狀及發(fā)
展趨勢。
關鍵詞生物降解物質循環(huán)微生物生態(tài)
中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2016)01—055—02
目前經(jīng)濟發(fā)展迅速，工業(yè)、農(nóng)業(yè)等有了飛速的發(fā)展，與此
同時工業(yè)“三廢”、農(nóng)用化肥以及農(nóng)藥、農(nóng)用地膜對環(huán)境的污
染．嚴重影響了我國的生態(tài)環(huán)境．進而使得水污染日益嚴峻、
水資源匱乏、土地質量下降、耕地面積銳減，土地荒漠化嚴重
等等一系列環(huán)境問題。在這樣的條件下．人們的身體健康受
到嚴重的威脅．疾病發(fā)病率急劇上升。環(huán)境破壞已經(jīng)成為一
個亟待解決的問題．
1 生物降解
生物降解(Biodegradation)一般指微生物的分解作用．通
過微生物自身的有氧呼吸或者無氧呼吸。．對環(huán)境中的土
壤、水體系統(tǒng)中的有機物等可被微生物降解的物質的一個轉
化、分解過程。自然界微生物分解作用．不會對環(huán)境造成負面
影響。
生物降解研究的內(nèi)容包括生物自身所具有的降解能力．
有機物降解難易的規(guī)律．水溶性和非水溶性有機物生物降解
的機理．以及生物降解的途徑等。。
1．1 影響生物降解的因素
生物降解有機物的程度與微生物本身特性以及被降解
的有機物的結構有著密切的關系。主要有以下情況”1：
(1)脂肪族和環(huán)狀化合物較芳香化合物容易被生物降解。
(2)不飽和脂肪族化合物一般是可降解的，有機化合物
主要分子鏈上除碳元素外還有其他元素(如醚類、飽和對氧
氮鯊和叔胺等)．會增強對生物降解作用的抵抗力。
(3)有機化合物分子量的大小對生物降解能力有重要的
影響。
(4)具有被取代基團的有機化合物．其異構體的多樣性
可能影響生物的降解能力。如伯醇、仲醇非常容易被生物降
解．而叔醇則能抵抗生物降解．
(5)增加或去除某一功能團會影響有機化合物的生物降
解程度。例如羥基或胺基團取代到苯環(huán)上．新形成的化合物
比原來的化合物容易被生物降解．而鹵代作用能抵抗生物降
解。
(6)很多種有機化合物在低濃度時完全能被生物降解，
而在高濃度時．生物的活動會受到毒性的抑制，酚便是一例。
1．2有機物生物降解途徑
微生物對環(huán)狀化合物和多環(huán)芳烴的代謝途徑一般有5
種。4：：
(1)微生物所具有的單一氧化酶的催化作用對有機質的
氧化：
(2)微生物的二羥基化反應，是微生物在降解有機物時
接受兩個氧原子的一種催化反應過程：
(3)微生物細胞的酶的催化作用還原水中氧原子形成羥
基進入細胞基質中：
(4)微生物中的雙氧化酶對苯環(huán)進行催化反應，取代其
苯環(huán)上的兩個羥基的反應：
(5)微生物對于帶內(nèi)酯的苯環(huán)的裂解反應．是先形成內(nèi)
酯．隨后在水解內(nèi)酯進而達到苯環(huán)裂解。
2物質循環(huán)
生物降解過程在物質循環(huán)中起到了非常重要的作用．是
物質循環(huán)中重要的一個環(huán)節(jié)u1。是微生物對環(huán)境中的物質的
自身合成、降解以及轉化的過程．研究生物降解過程在物質
循環(huán)中的作用就是研究微生物在物質循環(huán)中的作用。
自然界的物質循環(huán)主要包括碳循環(huán)、氮循環(huán)、硫循環(huán)、磷
循環(huán)等[6]。而微生物在這些物質循環(huán)中起著非常重要的作用．
是物質循環(huán)的鏈接者。
2．1碳循環(huán)
對于存在于地球上的生物體．碳元素是最基本的構成元
素．也是物質循環(huán)體系中最重要的一個循環(huán)過程。其基本過
程是動植物從大氣中得到碳元素．然后不同級別的植物體之
間轉移．最后由分解者分解回到大氣中E7]。
在地球上光合作用是碳有機化的最主要方式．光能自養(yǎng)
型的微生物能夠利用CO，還原成有機化合物．其本質是光能
向化學能的轉化。除了光能自養(yǎng)型的細菌以外．還有化能自
養(yǎng)型細菌．其也能將無機碳源轉化為細菌自身所需要的有機
碳源．微生物對碳源的分解與合成代謝是碳循環(huán)的重要環(huán)
節(jié)．而這一活動直接影響大氣中CO，的吸收。
此外．甲烷八疊球菌、醋酸梭菌和熱醋酸梭菌等專性厭
氧菌能在厭氧條件下利用簡單的有機物或H，將CO，還原為
CH。、乙酸。而CH。又可以作為甲基菌的碳源而氧化成CO，。
2．2氮循環(huán)
在大自然的環(huán)境中氮素非常豐富．其主要以分子氮、有
機氮化合物和無機氮化合物的形式存在-s]。它是構成蛋白質
作者簡介：顏崗(1982～)，男，碩-,5-研究生，工程師，從事市政給排水設計工作。

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