Lưuhuỳnh là nguyên tố khá phong phú trong môi
trường vànướcbiểnlà nguồnchứasulfatelớn nhất,
cáckhoángchứaS,nhiênliệu hóathạch, trong nước
thải,trongcácsảnphẩmbàitiết.
Các nguồn lưu huỳnh trong nước thải bao gồm lưu
huỳnh hữu cơ, sunfate là ion thường gặp trong nước
tự nhiên.
31 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 6439 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Sự chuyển hóa các hợp chất lưu huỳnh của vi sinh vật, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đề Tài:
SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT LƯU
HUỲNH CỦA VI SINH VẬT
Giáo Viên Giảng Day:
Nguyễn Thị Thu Hiền.
Thành Viên Nhóm:
1.Huỳnh Thiên Nhân
2.Trần Nguyễn Thùy Dương
3.Nguyễn Hoàng Thảnh
4.Nguyễn Quốc Lợi
5.Nguyễn Khánh Nhựt
6.Trần Quốc Toản
7.Võ Hoàng Phi
8.Nguyễn Thanh Tùng
Mục Lục
I
III
IV
II
Chu trình lưu huỳnh trong môi trường
tự nhiên của vi sinh vật
V
I.KHÁI QUÁT VỀ LƯU HUỲNH
Lưu huỳnh là
chất rắn,
màu Vàng
I.KHÁI QUÁT VỀ LƯU HUỲNH
Lưu huỳnh là nguyên tố khá phong phú trong môi
trường và nước biển là nguồn chứa sulfate lớn nhất,
các khoáng chứa S, nhiên liệu hóa thạch, trong nước
thải, trong các sản phẩm bài tiết.
Các nguồn lưu huỳnh trong nước thải bao gồm lưu
huỳnh hữu cơ, sunfate là ion thường gặp trong nước
tự nhiên.
II. KHOÁNG HÓA LƯU HUỲNH HỮU CƠ.
Một số vi sinh vật có khả năng khoáng hóa các hợp chất
lưu huỳnh hữu cơ thông qua các con đường hiếu khí
và kỵ khí.
Dưới các điều kiện hiếu khí, Các enzyme, sunfatore
tham gia phân hủy các ester của sunfate thành SO4
2- .
Phương trình:
R – O – SO3 + H2O ROH + H
+ + SO4
2-
II. KHOÁNG HÓA LƯU HUỲNH HỮU CƠ.
• Dưới các điều kiện kỵ
khí các acid amin chứa
lưu huỳnh được phân
hủy thành các hợp chất
lưu huỳnh vô cơ hoặc
thành mercaptans là
những hợp chất có mùi
lưu huỳnh.
III. ĐỒNG HÓA LƯU HUỲNH
Vi sinh vật đồng hóa là oxi hóa – khử các hộp chất lưu
huỳnh.
Các vi sinh vật kỵ khí sẽ đồng hóa H2S trong khi các vi
sinh vật hiếu khí sử dụng các dạng oxi hóa nhiêu hơn.
Tỷ số C: N là 100:1.
III. ĐỒNG HÓA LƯU HUỲNH
Vi sinh vật kỵ
khí.
III. ĐỒNG HÓA LƯU HUỲNH
Vi sinh vật hiếu khí.
III. ĐỒNG HÓA LƯU HUỲNH
Vi sinh vật dị dưỡng(Arthrobater, Bacillus,
Micrococcus..) oxy hóa S trong đất có pH
trung tính và kiềm.
III. ĐỒNG HÓA LƯU HUỲNH
Vi sinh vật oxy hóa H2S S
0 ( trong điều kiện
kỵ khí và hiếu khí ).
IV. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ S
1. Phản ứng oxi hóa.
Vi sinh vật oxi hóa H2S bị oxi hóa trong điều kiện hiếu
khí và kỵ khí thành SO.
Dưới điều kiện hiếu khí oxi hóa S2- thành SO .
Điều kiện kỵ khí các loài quang hợp tự dưỡng như các
vi khuẩn ,và các loài hóa tự dưỡng sẽ thực hiện oxi
hóa khử.
IV. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ S
• Lưu huỳnh vi khuẩn quang hợp sử dụng H2S như chất
cho điện tử và oxi hoá H2S đến S
O. Mà SO sẽ được dự
trữ trong tế bào, các vi khuẩn màu tía và bên ngoài tế
bào vi khuẩn S màu lục.
Vi khuẩn
màu lục
IV. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ S
Vi khuẩn màu tía
IV. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ S
• Vi sinh vật oxi hóa S nguyên tố, phản ứng này được
thực hiện chủ yếu bởi nhóm vi khuẩn hiếu khí ,gram
âm ,không sinh bào tử chúng tăng trưởng trong điều
kiện pH rất thấp.
• Một nhóm vi khuẩn oxi hóa S, chúng là nhóm vi
khuẩn chịu acid được tìm thấy trong suối nước nóng
(pH 2-3, to 55 – 850C).
• CÁC PT HÓA HỌC
2S + 3O2 + 2H2O H2SO4
Na2S2O3 + 2O3 + H2O Na2SO4 + H2SO4
IV. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ S
IV. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ S
2. Khử S
Các phản ứng Sunfate đồng hóa và dị hóa để tạo thành
Sunfite
Khử Sunfate đồng hóa H2S có thể được tạo thành trong
điều kiện kỵ khí bởi nhóm hóa học .Chúng phân hủy
các hợp chất hữu cơ có chứa axit amin S như :cystein.
IV. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ S
Khử Sunfate dị hóa : Là quá trình chủ yếu để tạo thành
H2S trong nước thải .
IV. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ S
Các nhóm vi khuẩn khử Sunfate chịu trách nhiệm thực
hiện quá trình trong điều kiện kỵ khí nghiêm ngặt.
Phương trình hóa học:
SO4 + hc hữu cơ S
2- + H2O +CO2
S2- + 2H+ H2S
Mùi trứng
thối
IV. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ S
• H2S rất độc đối với động vật, thực vật, đặc biệt là con
người.
Hỗn hợp
hơi lưu
huỳnh rất
độc
Lưu
Huỳnh
V.CHU TRÌNH S TRONG MTTN CỦA VSV
1.Vòng tuần hoàn lưu huỳnh trong tư nhiên
Cũng như photpho, lưu huỳnh là một trong những chất
dinh dưỡng quan trọng nhất của cây trồng.
Trong đất S thường ở dạng vô cơ ( CaSO4, Na2S…) và
ở dạng hữu cơ.
Trong cơ thể sinh vật, S nằm trong thành phần của các
acid amin ( metionin, xystein và trong nhiều loại ezim
quan trọng
Thực vật hút các hợp chất vô cơ trong đất chủ yếu dưới
dạng SO4
2- và chuyển sang dạng S hữu cơ của tế bào .
Động vật và người sử dụng thực vật làm thức ăn và
cũng biến S thực vật thành S của động vật và người .
Khi động, thực vật chết đi để lại lưu huỳnh hữu cơ trong
đất, S hữu cơ sẽ chuyển hóa thành H2S .
V.CHU TRÌNH S TRONG MTTN CỦA VSV
H2S và các hợp chất vô cơ khác bị oxy hóa bởi các vsv
tự dưỡng thành S và SO4
2-.
SO4
2- lại được thực vật hấp thụ, cứ thế vòng chuyển hóa
các hợp chất lưu huỳnh diễn ra liên tục.
Trong đó các vsv đóng vai trò quan trọng không thể
thiếu được.
V.CHU TRÌNH S TRONG MTTN CỦA VSV
V.CHU TRÌNH S TRONG MTTN CỦA VSV
H2S SO4
2-
2. Sự oxy hóa các hợp chất lưu huỳnh .
Sự oxy hóa các hợp chất do vi khuẩn tự dưỡng hóa năng
Sự oxy hóa các hợp chất do vi khuẩn tự dưỡng quang
năng.
Sự khử các hợp chất S vô cơ do vi sinh vật.
V.CHU TRÌNH S TRONG MTTN CỦA VSV
3.Sự oxy hóa các hợp chất do vi khuẩn tự dưỡng hóa
năng.
2H2S + O 2H2O + 2S + Q
S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4 + Q
axit sinh ra làm PH của đất hạ xuống ( diệt trừ được bệnh
thối do streptomyces gây ra và bệnh ghẻ khoai tây )
Năng lượng sinh ra trong quá trình oxy hóa được các vsv
đồng hóa CO2 tạo thành đường .
V.CHU TRÌNH S TRONG MTTN CỦA VSV
Môt ít hợp chất hữu cơ dạng S được đồng hóa tạo thành
S hữu cơ tế bào vi khuẩn ( thiobacillus thioparus và
thiobacillus thioxidans ).
Ngoài ra vk begiatra minima có thể oxy hóa H2S tạo
thành S tích lũy trong tế bào . Trong đk hiếu khí H2S
các hạt S sẽ được oxy hóa đến khi S dự trữ hết thì vk
chết hoặc ở trạng thái tiềm sinh.
V.CHU TRÌNH S TRONG MTTN CỦA VSV
4.Sự oxy hóa các hợp chất do vi khuẩn tự dưỡng quang
năng.
Một số vi khuẩn có khả năng oxy hóa H2S tạo thành SO4
2-.
H2S đóng vai trò là chất cho điện tử trong quá trình quang
hợp.
Các vi khuẩn họ thiodaceae chlorobacteriae thường oxy
hóa H2S tạo C6H12O6,S,H2SO4 ở nhóm vi khuẩn trên S
được hình thành không tích lũy trong cơ thể mà ở ngoài
môi trường.
V.CHU TRÌNH S TRONG MTTN CỦA VSV
Đây là quá trình phản sulfat hóa. Quá trình này được
tiến hành kỵ khí, ở những tầng nước sâu.
C6H12O6 + 3H2SO4 6CO2 + 3H2S + Q
đóng vai trò cung cấp hidro trong quá trình khử
SO4…H2SO4 bị khử dần tới các sơ đồ sau.
H2SO4 H2SO3 H2SO2 H2SO H2
Quá trình khử sulfat dẫn đến việc tích lũy H2S trong
môi trường làm ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến
đời sống của thực vật và động vật.
V.CHU TRÌNH S TRONG MTTN CỦA VSV
Đề Tài:
SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT LƯU
HUỲNH CỦA VI SINH VẬT