果园土壤中多环芳烃降解菌物种多样性研究绪论
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃（PAHs）是一类广泛存在于环境中的有机污染物，由于其低挥发性和难降解性，对环境及生物造成较大的危害。
研究发现高效降解PAHs的微生物对于环境污染修复和生物降解技术的发展至关重要。
本文对近年来微生物降解土壤中PAHs的研究进展进行了综述，总结了不同微生物降解PAHs的机制和影响因素。
在微生物降解PAHs的机制方面，研究表明，微生物降解PAHs的主要途径是通过酶的作用将PAHs氧化分解为较小的化合物。
氧化酶是最关键的降解酶，如环氧化酶、苯并三环二酮酶等。
还有一些微生物通过羧化酶、脱氢酶等酶来降解PAHs。
微生物降解PAHs还涉及到一系列辅助因子，包括细胞表面（如外膜）、细胞中质子梯度、底物生物可及性等。
这些辅助因子对于微生物降解PAHs的效率和速率具有重要影响。
然后，本文介绍了影响微生物降解PAHs的因素。
土壤中的微生物种类和数量对PAHs 降解的效果非常重要。
一般来说，细菌和真菌是降解PAHs的主要微生物。
一些微生物在降解PAHs时还需要其他细菌的合作作用，例如多菌种共培养。
土壤的pH值和温度也对微生物降解PAHs的效率有很大影响。
一般来说，较高的pH值和温度有利于微生物降解PAHs。
还有一些土壤成分对微生物降解PAHs有抑制作用，如有机质的含量、金属离子的存在等。
本文总结了一些研究中取得的重要成果。
有研究发现一些具有特殊降解能力的细菌和真菌，如PAHs降解能力极强的海洋细菌和真菌。
还有研究发现一些微生物在PAHs降解的过程中产生的中间产物具有潜在的生物毒性，这将对环境安全产生潜在威胁。
研究如何降低中间产物的毒性，提高PAHs降解的效率和安全性，是未来的研究方向。
微生物降解土壤中PAHs的研究已经取得了一些重要的进展，但仍然存在很多挑战。
未来的研究需要进一步深入探究微生物降解PAHs的机制和影响因素，并开发新的技术和方法来提高PAHs降解的效率和安全性，以实现环境污染的有效修复和保护。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展近年来，随着工业化的加快和城市化的进程，多环芳烃（PAHs）等有机污染物在土壤中的含量逐渐增加，对环境和人类健康造成了严重的威胁。
研究土壤中多环芳烃的降解机制及其微生物降解的研究成为了当前环境污染领域的热点。
多环芳烃是一类由两个或以上苯环连接在一起的化合物，具有稳定性、难降解和毒性大的特点。
传统的多环芳烃治理方法主要包括物理和化学方法，如土壤挖掘、氧化还原等。
这些方法存在成本高、操作复杂、二次污染等问题，且对土壤微生物群落的影响不可忽视。
相比之下，微生物降解是一种经济、高效、无二次污染的方法，被广泛应用于多环芳烃的治理。
土壤中的微生物是重要的多环芳烃降解能力来源。
随着分子生物学和生物技术的进步，越来越多的微生物具有多环芳烃降解能力被发现和应用。
常见的多环芳烃降解菌属于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两类。
革兰氏阳性菌主要包括芳香类微生物门（Actinobacteria、Firmicutes等），革兰氏阴性菌主要包括变形菌门（Proteobacteria）等。
脱氧核糖核酸（DNA）技术的应用使得一些深海细菌和土壤细菌被发现具有降解多环芳烃的潜力。
微生物降解土壤中多环芳烃的机理主要包括吸附、生物转化和氧化还原反应。
多环芳烃分子进入微生物细胞内，通过细胞表面的吸附作用，实现与微生物细胞的接触。
然后，微生物通过内外源酶的作用，将多环芳烃分解为低分子量物质（如酚、酸、醛等），以供细胞能量代谢。
多环芳烃降解过程中产生的过氧化物、过氧化氢等氧化剂通过氧化还原反应与多环芳烃分子发生反应，最终降解为无毒的物质。
1. 多环芳烃降解菌的筛选和应用：通过高通量测序技术和分子生物学方法，加速了多环芳烃降解菌的筛选和鉴定。
通过基因工程技术改良和增强这些菌株的降解效能，提高了降解率和速度。
2. 降解机制的研究：通过对多环芳烃降解菌基因组和代谢产物的研究，揭示了多环芳烃降解的分子机制，为优化微生物降解技术和降解途径提供了理论依据。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展【摘要】本文主要围绕微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展展开讨论。
引言部分介绍了研究背景和研究目的，为接下来的内容提供了基础。
在探讨了微生物降解多环芳烃的机制、影响降解效率的因素、利用生物技术提高降解效率的方法、以及微生物降解多环芳烃在应用中的现状和研究方法。
结论部分总结了微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展，并展望了未来的研究方向。
通过本文的阐述，可以更深入地了解微生物在多环芳烃降解中的作用机制，为环境污染治理提供参考和指导。
【关键词】微生物降解、多环芳烃、土壤、研究进展、机制、影响因素、生物技术、应用现状、研究方法、结论、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景多环芳烃（PAHs）是一类由两个以上苯环组成的碳氢化合物，具有较高的毒性和持久性，常常会造成环境污染和健康风险。
由于工业化进程加快和人类活动的增加，PAHs在土壤中的含量逐渐增加，给环境和人类健康带来了威胁。
尽管微生物降解PAHs的研究已有进展，但仍存在许多未知领域和挑战，比如提高降解效率、优化研究方法、探索新的应用领域等。
进一步深入研究微生物降解土壤中PAHs的机制和应用现状，有助于我们更好地理解和利用微生物降解这一环保技术，为解决环境问题提供新的思路和方法。
1.2 研究目的多环芳烃（PAHs）是一类对人类健康和环境具有潜在危害的有机化合物，广泛存在于土壤和水体中。
微生物降解是目前研究的一种主要方法，在降解PAHs时具有高效、环保等优势。
本研究的目的在于探讨微生物降解土壤中PAHs的机制，分析影响微生物降解效率的因素，探讨利用生物技术提高PAHs降解效率的方法，总结微生物降解PAHs 的应用现状，并讨论不同的研究方法。
通过这些研究，可以进一步了解微生物在降解PAHs过程中的作用机制，提高降解效率，推动微生物降解技术在污染土壤治理中的应用。
本研究也旨在对未来微生物降解土壤中PAHs的研究方向进行展望，为相关领域的进一步研究提供参考。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃（PAHs）是一类广泛存在于环境中的重要环境污染物，其对环境与人类健康产生严重的危害。
目前，土壤中多环芳烃污染问题日益突出，因此，如何高效地降解多环芳烃成为环保领域的一个热门课题。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究已成为PAHs降解技术中的一个重要方向。
1. 微生物降解PAHs的机理微生物降解PAHs的机理主要包括：1）微生物菌株能够通过PAHs与一种称为氧酶P450的酶结合来进行排斥作用，减少PAHs与细胞成分的接触；2）细胞表面附着菌株能够通过表面胶体物质、黏附性蛋白以及细胞表面的电荷作用与PAHs进行直接接触；3）利用细胞外生物膜(microbial extracellular membrane)为介质，将PAHs转运至微生物菌株内部，或者从细胞内部向外排放PAHs。
微生物降解PAHs的实际过程是由一系列酶介导的反应过程组成，其中涉及到氧化酶、脱氢酶等酶类，最终将PAHs分解为CO2和H2O。
另外，微生物菌株的降解能力主要与PAHs 分析学结构、磨细程度、环境因素等相关。
2. 自然降解和微生物降解的比较自然降解和微生物降解PAHs的差别主要体现在速度和效率方面。
自然降解的速度较慢，需要较长时间才能将PAHs分解为无毒的化合物。
而微生物降解具有速度快、成本低、环保无害等优点，其降解效率高，可以明显缩短降解周期。
考虑到微生物降解的这些优势，如何选择最合适的微生物菌株，利用生物修复技术处理土壤中的PAHs污染已成为研究热点。
微生物降解PAHs的效果受到多个因素的影响，其中最主要的因素包括：1）PAHs的性质，如单环或多环、溶解度、挥发性等；2）微生物菌株的种类、数量、代谢途径等；3）环境温度、pH值、水分、氧气含量等环境因素；4）PAHs的初始浓度和污染程度。
微生物降解PAHs具有很高的应用前景，尤其是在土壤修复中的应用。
生物修复技术是一种相对较新的污染物处理方法，除了微生物降解PAHs外，还包括微生物植物修补法(Microbial-phytoremediation)，土壤堆肥化法化法(Soil composting)等。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展本文将从微生物降解PAHs的机制、微生物降解PAHs的实践应用以及微生物降解PAHs 存在的问题和展望进行综述。
一、微生物降解PAHs的机制微生物降解PAHs的机制多种多样，一般分为两类：一是直接利用PAHs为能源物质的代谢途径，二是将PAHs分解成短链脂肪酸、醇或二氧化碳等低毒、无毒物质。
1. 直接利用PAHs为能源物质的代谢途径微生物降解PAHs的代谢途径主要有以下几种：(1) 具有喜好多环芳烃的厌氧细菌（类如邻苯二甲酸脱羧菌、乙酸发酵菌等），可在缺氧环境下利用PAHs为能源合成丰富的乙酸、醋酸、CO2等化合物。
(2) 革兰氏阳性细菌（类如豆状芽孢杆菌、光合细菌等）可利用PAHs为能源结构单元合成各种生化物质（类似于底物同化作用）。
(3) 具有PAHs代谢基因的低氧、微好氧的非典型细菌（如植物根唯一的Azoarcus属细菌等），可利用PAHs为能源和为生长提供必要的碳源。
2. 将PAHs分解成低毒、无毒物质(1) I类铁硫蛋白氧化还原酶（I ROD）途径：将PAHs氧化成亚甲基化物，随后通过苯酚路径进一步降解。
(2) Ⅱ类铁硫蛋白氧化还原酶（II ROD）途径：类似于Ⅰ类酶，但不会产生苯酚等二级代谢产物，而是降解成双酚A等。
(3) 咔唑、苯酚、邻苯二甲酸等二级代谢途径：PAHs最终降解成无毒物质如二氧化碳和水等。
1. 土壤修复领域PAHs污染土壤的修复通常使用生物修复技术，微生物降解是其中最常用的方法之一。
通过添加种类多样的PAHs分解菌，提高菌群在土壤中的数量和活性，快速修复污染土壤。
2. 水体处理领域PAHs是一种难以降解的水污染物质，通常需要借助微生物来降解。
加入PAHs分解菌后，可以提高细菌的数量和活性，快速降解PAHs。
3. 食品安全领域PAHs是一种可能存在于食品中的致癌物质，通过添加PAHs分解菌，能够有效地控制PAHs的含量，降低致癌物质的风险。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃（PAHs）是一类由两个以上的芳环结构组成的有机化合物，常见的PAHs包括萘、苊、菲、芘等。
它们广泛存在于自然环境中，如土壤、水体和大气中，是工业活动、燃煤和交通尾气等活动的副产物。
由于其强烈的毒性和致癌性，PAHs对环境和人体健康造成了严重的威胁。
寻找和开发安全有效的方法来降解PAHs是一个迫切的任务。
微生物降解是一种具有潜力的方法，可以在自然界中处理和清除PAHs。
许多微生物，如细菌、真菌和酵母等，已被证实具有降解PAHs的能力。
这些微生物通过产生特殊的酶来分解PAHs，并将其转化为无害的物质，如二氧化碳和水。
微生物降解PAHs的过程可以分为三个主要阶段：吸附和附着、分解和转化以及利用。
近年来，对于微生物降解土壤中PAHs的研究进展越来越多。
研究人员发现，一些特定的细菌株可以高效降解土壤中的PAHs。
某些属于Pseudomonas、Bacillus和Sphingomonas 等菌属的细菌，已被证明对PAHs有很强的降解能力。
一些真菌和酵母也被发现可以有效降解PAHs，如白腐菌属（White-rot fungi）和曲霉属（Aspergillus）。
这些微生物降解土壤中PAHs的能力，为开发高效的生物修复技术提供了基础。
研究人员还发现，微生物降解土壤中PAHs的效率受到多种因素的影响，包括温度、pH 值、湿度、氧气含量和营养物质等。
在开发生物修复技术时，需要充分考虑这些因素的影响，并优化条件以提高降解效率。
最近，一些研究重点关注了微生物降解PAHs的分子机制。
研究人员发现，降解PAHs 的微生物通过特定的途径和酶将其分解为较小的化合物。
通过解析这些降解途径和酶的结构和功能，研究人员可以为进一步优化生物修复技术提供指导。
微生物降解土壤中PAHs的研究进展已经取得了显著的进展，为开发高效的生物修复技术提供了基础。
随着对微生物降解机制的深入研究和条件优化的进一步推进，相信微生物降解将成为一种可行且可持续的方法来处理土壤中的PAHs，并减少其对环境和人类健康的潜在风险。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃（PAHs）是一类具有环状结构的有机化合物，由两个以上的苯环组成。
它们是一种常见的环境污染物，通常由不完全燃烧或化石燃料的利用产生。
由于其具有较高的毒性和持久性，对环境和人体健康造成了严重的威胁。
在土壤中，PAHs的富集会导致土壤生态系统的破坏，影响土壤微生物的生态功能。
寻找一种高效降解PAHs的方法成为当前环境领域的研究热点之一。
微生物降解是一种重要的PAHs处理技术，通过利用土壤中的微生物将PAHs分解成无害的物质，从而减轻其对环境的影响。
随着对土壤微生物多样性和代谢功能的深入研究，越来越多的微生物菌株被发现具有降解PAHs的潜力。
本文将重点介绍微生物降解土壤中PAHs的研究进展，探讨不同微生物降解途径及其在土壤污染修复中的应用前景。
一、土壤中PAHs的来源和环境影响PAHs的主要来源包括不完全燃烧、化石燃料的使用和工业活动等。
这些活动释放的废气和废水中的PAHs会以颗粒物和溶解态的形式进入土壤中，并在土壤中长期富集。
PAHs 对土壤生态系统和人类健康都具有潜在的危害。
PAHs对土壤中微生物的数量和多样性产生负面影响，抑制土壤中微生物呼吸和有机物矿化作用，影响土壤养分循环。
PAHs还对土壤植物生长产生毒害作用，导致植物的生长受限和产量下降。
PAHs还具有潜在的致癌性和毒性，长期接触可能对人类健康造成危害。
降解土壤中PAHs成为了当前环境研究的热点之一。
二、微生物降解PAHs的研究进展1. 降解菌株的筛选与鉴定近年来，研究人员通过土壤微生物的分离培养和鉴定，发现了一大批具有降解PAHs能力的微生物菌株。
这些细菌包括假单胞菌、白念珠菌、枯草芽孢杆菌等，它们能够利用PAHs为唯一碳源进行生长，并在其代谢过程中降解PAHs。
通过分子生物学技术，研究人员对这些菌株进行了基因序列分析，发现它们具有多种降解PAHs的代谢基因，包括环境亲和力蛋白、氧化酶、脱氢酶等。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃（PAHs）是一类普遍存在于土壤中的有机化合物，由于其毒性和环境持久性，对人类和生态系统造成了严重的威胁。
目前，微生物降解被广泛认为是一种有效且环境友好的降解PAHs的方法。
本文将对微生物降解土壤中PAHs的研究进展进行综述。
微生物降解PAHs是一种涉及微生物代谢和转化的生物降解过程。
这些PAHs降解菌主要是革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌，如丁酸杆菌属、桿菌屬、水維生菌屬等。
这些菌利用PAHs作为其碳源和能量来源，通过酶的作用将PAHs降解为较简单的化合物，最终转化为CO2和H2O。
微生物降解PAHs的途径主要包括氧化降解和还原降解两种。
氧化降解是指微生物利用氧气作为电子受体，将PAHs氧化为较低毒性和较易降解的化合物。
这一过程涉及多种酶的参与，其中包括氧化酶、去氢酶、羟化酶等。
氧化降解过程中产生的一些中间产物具有相对较高的毒性，因此在更高级的微生物群落中会被进一步降解。
近年来，随着分子生物学和基因工程技术的进步，研究人员通过分离和鉴定PAHs降解菌的基因，成功构建了一些功能性基因组和表达系统。
这些研究为进一步开发高效降解PAHs的微生物菌株和生物修复技术提供了重要的理论基础和实验依据。
微生物降解PAHs的应用仍然面临一些挑战和限制。
PAHs的降解速率较慢，降解过程中产生的中间产物有时仍具有一定的毒性，可能对环境产生负面影响。
PAHs降解菌的筛选和培养过程较为困难，特定条件和营养物质的要求限制了其在实际应用中的使用。
PAHs的污染程度和土壤环境因素也会影响微生物降解的效果。
微生物降解是一种有效且可持续的降解PAHs的方法，但仍需要进一步的研究和改进。
未来的研究方向包括：寻找更多的高效PAHs降解菌株、研究降解菌的降解途径和酶活性，以及开发新的生物修复技术等。
通过不断深入的研究，将有助于提高降解效率，降低环境风险，并为土壤污染的治理提供有力的支持。
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果园土壤中多环芳烃降解菌物种多样性研究绪论何志超1020550109一、多环芳烃对生态环境的危害多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是指由两个或两个以上苯环，以直链状、角状或串状排列组成的化合物[1]，是一类广泛存在于环境中的难降解有机物质，容易在生物体内形成富集，在特定范围内，PAHs的生物毒性和致癌性随苯环数目的增加而提高，4～5个环时毒性最高。
迄今已发现有200多种PAHs，其中有相当部分具有致癌性，如苯并[α]芘，苯并[α]蒽等，不同种类的PAHs具有不同的分子量、结构形态、水溶性、苯环数、挥发性和吸附强度，而且它们具有广泛分布性，可以在我们生活的每一个角落发现，任何有有机物加工，废弃，燃烧或使用的地方都有可能产生多环芳烃，目前大多数国家都将多环芳烃列为环境监测的重点项目之一，还具有环境持久性，以及对人类健康潜在的危害性[3]。
多环芳烃在环境中大多数是以吸附态和乳化态形式存在，一旦进入环境，便受到各种自然界固有过程的影响，发生变迁。
通过复杂的物理迁移、化学及生物转化反应，在大气、水体、土壤、生物体等系统中不断变化，改变分布状况。
处在不同状态、不同系统中的多环芳烃则表现出不同的变化行为。
多环芳烃进入大气后，可通过化学反应、降尘、降雨、降雪等过程进入土壤及水体中。
PAHs在环境中的存在虽然是微量的，但其不断地生成、迁移、转化和降解，并通过呼吸道、皮肤、消化道进入人体，极大地威胁着人类的健康。
化学致癌作用强致癌性的PAHs有苯并苯并[a]芘、1,12-二甲基苯蒽、二苯并（A,H）蒽、3-甲基胆蒽、四甲基菲、1,2,9,10-四甲基蒽等。
流行病学研究表明，PAHs 通过皮肤、呼吸道、消化道等均可被人体吸收，有诱发皮肤癌、肺癌、直肠癌、膀胱癌等作用，而长期呼吸含PAHs的空气，引用或食用含有PAHs的水和食物，则会造成慢性中毒。
有调查表明浓度每增加0.1µg/100m肺癌死亡率上升5%。
我国云南省宣威县由于室内燃煤，空气中BaP污染严重，成为肺癌高发区，有些乡肺癌死亡率高达100/10万以上；许多山居民经常拢火取暖，室内终日烟雾弥漫，造成较高的鼻咽癌发生；职业中毒调查表明，在3µg/m浓度下工作5年和20年的工人，前者大部分诱发肺癌，后者患多种癌症；焦炉工人的肺癌死亡率同接触BaP的浓度密切相关。
光致毒作用越来越多的研究表明，PAHs的真正危险在于它们暴露于太阳光中紫外光辐射时的光致毒效应。
科学家将PAHs的光致毒效应定义为紫外光的照射对多环芳烃毒性所具有的显著的影响。
研究表明，多环芳烃对原生动物、水蚤、昆虫、水生无脊椎、水生脊椎动物、植物和哺乳动物等都有较强的光致毒作用。
有实验表明，同时暴露于PAHs和紫外下会加速具有损伤细胞组成能力的自由基形成，破坏细胞膜损伤DNA，从而引起人细胞遗传信息发生突变。
二、多环芳烃污染土壤的修复土壤PAHs污染的原位修复原位修复不需要挖出和搬运污染土壤，其主要方法有1)利用污染物的挥发性去除，二环以下PAHs主要是以挥发作用去除的；2)在污染土壤部位种植植物，提高根际微生物对PAHs的降解作用；3)利用污染土壤中土著微生物对PAHs自然降解去除；4)向土壤污染部位添加营养物质、亲脂肥料、表面活性剂、电子受体、共代谢底物等，提高PAHs的溶出率，减小微生物与PAHs的作用阻力；5)接种微生物，将已知能高效降解PAHs的微生物接种到土壤中去，以达到降解污染物质的目的。
原位修复一般都是在好氧条件下进行的，当土壤是浸渍的稻田，或其它板结的土壤，需通过人工方式增加土壤中空气流量和微生物数量，主要有泵处理、生物通风法、生物强化法等[65]。
土壤PAHs污染的异位修复异位修复需要将受PAHs污染的土壤挖出或搬离原地，堆肥处理、土地耕作、生物反应器是去除PAHs的常用方法[68]。
1)堆肥处理：堆肥过程需提供有效的空气流量和添加营养物质，同时要控制堆肥过程中的温度变化。
Ladislao等[69]采用容器式堆肥法，堆肥过程中容器内的温度对真菌与细菌比例、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有很大影响；2)土地耕作：采用耕耙的方式将污染物从受污染土壤中暴露出来，利用光降解去除，也可施加石灰，营养肥料，促进微生物降解PAHs；3）泥浆生物反应器：生物反应器主要有叶片搅动半固态生物反应器、旋转半固态生物反应器、泥浆生物反应器[70]，其中泥浆生物反应器是各种生物反应器中应用的最广的，主要操作步骤是先捣碎土壤，加水混合为泥浆，然后放入反应器中[71]。
Mohan等[72]在泥浆生物反应器中采用厌氧-好氧-厌氧-厌氧周期性不连续的批处理模式处理受芘污染土壤，试验研究得出污染土壤中芘的降解依赖于芘加载速率与芘降解速率，在低的芘加入速率下和在芘0.04 g /kg ∙d的降解速率下，芘的降解率达到了90%，而芘高加入速率和0.025g/kg ∙d降解速率下，仅有50%的芘被降解。
多环芳烃污染土壤的修复优势1、PAHs污染土壤的性质改良微生物对PAHs的降解性能受到土壤微环境的影响，如土壤的特性、微环境pH 值、土壤营养元素的比例、有机酸浓度等。
2、提高PAHs的溶解能力三、成功筛选多环芳烃降解菌的案例微生物对菲的降解芽孢杆菌(Bacillus)对菲的降解细菌降解菲的两种不同途径过程中，都须先将菲降解为中间物质1-羟基-2萘酸，再降解1-羟基-2-萘酸的过程就分化成两种途径，如假单胞菌属(Pseudomonas)降解1-羟基-2萘酸是通过萘异化途径进行的，而气单胞菌属(Aeromonas)、产碱杆菌属(Alcaligens)、微球菌属(Micrococcus sp.)则是通过邻苯二甲酸经由原儿茶酸途径降解的，芽孢杆菌(Bacillus sp.) 通过后一种途径降解菲，过程如图1-2(Fig.1-2)所示，从图中降解产物可以看出芽孢杆菌(Bacillus sp.)只是从3，4位开始降解菲，降解位点较少，但是可以将菲完全降解掉。
芽孢杆菌(Bacillus sp.)降解菲过程中有三种酶表现出很高的活性，即1-羟基-2萘酸降解酶(1-hydroxy-2-naphthoate degradation enzyme)、2-羧基苯甲醛脱氢酶(2-carboxy benzaldehyde dehydrogenase)、原儿茶酸双加氧酶(protocatechuate dioxygenase)，其中三种原儿茶酸双加氧酶中原儿茶酸-4，5-双加氧酶（protocatechuate-4，5-dioxygenase）活性最高，其它两种均未表现出酶活性[29]，Zeinali等[43]第一次报道N.otitidiscaviarum strain TSH1降解菲过程中检测到苯酸、4-羟基苯乙酸、邻羟基苯乙酸等中间物质，且N.otitidiscaviarum strain TSH1降解菲的过程与已知芽孢杆菌(Bacillus)类似，贾玉红等[44]在一株伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp. AFF)降解菲的实验中得到了邻苯二酚-2，3-双加氧酶的粗提物，并进行了分离纯化，回收到了27.6%的蛋白质，表明邻苯二酚可以在邻苯二酚-2，3-双加氧酶作用下失去毒性，并形成二甲氧基邻苯二酚。
M.vanbaalenii PYR-1对菲的降解与芽孢杆菌(Bacillus sp.)降解菲不同的是，M.vanbaalenii PYR-1对菲的降解，包括邻位切割(ortho-cleavage)与间位切割(meta-cleavage)两种环开裂反应，即可以从三个位点1，2位、3，4位、9，10位开始降解菲，这样就会产生大量二羧酸物质[45]，Mycobacterium PYR-1对菲的主要降解位点是9，10碳位的K区氧化[23]，而芽孢杆菌(Bacillus sp.)对菲的降解是湾区氧化的结果，湾区双氧化是低环PAHs 的主要氧化方式，也是报道较多的典型的双加氧方法。
M.vanbaalenii PYR-1对菲的降解形式受到不同碳位的影响，PAHs主要降解途径是微生物通过K区的氧化方式即间位切割(meta-cleavage)环开裂[45]，PAHs的K区在被微生物降解后，其毒性消失，微生物可以彻底的将其氧化分解，即无K区的PAHs氧化分解是微生物细胞对PAHs的主要降解方式[46]。
M.vanbaalenii PYR-1对菲的降解过程如图1-3(Fig.1-3)所示，分别从1，2位、3，4位、9，10位三个位点开始降解菲，主要降解位点还是3，4碳位和9，10碳位[23]，M.vanbaalenii PYR-1在3，4位降解菲是其湾区氧化的结果[47-48]，9，10位为菲的K区结构，4，5位是菲的湾区结构，也是其形成环状氧化物的位点，具有致癌作用，其中菲经9，10位间位切割环开裂即K区降解后形成单环芳烃，已经没有致癌作用，其它位点的降解产物均为二环以上芳烃，K区或湾区结构还存在，对生物还有“三致”作用，由此可以看出K区氧化方式是有毒PAHs降解的主要途径。
微生物对芘的降解芘是一种四环PAHs，M.vanbaalenii PYR-1从芘的4，5位和1，2位开始降解，其中4，5位是芘的K区结构，这两个位点分别双加氧后，都会形成一种芘的二氢二醇化合物，这种二氢二醇芘会转化成一种有毒中间体二醇芘，与M.vanbaalenii PYR-1对菲的降解相似，芘1，2位通过形成不代谢的二甲氧基芘来解除二醇芘的毒性[23]，芘4，5位K区氧化后间位开裂为三环化合物菲-4，5-二羧酸(phenanthrene-4，5-dicarboxylic acid)，M.vanbaalenii PYR-1接着从菲9，10位的K区将其间位开裂和湾区邻位开裂后的3，4位开始降解，最终将芘降解为邻苯二甲酸，从而再次证明PAHs的K区氧化是其失去毒性并最终从环境中消失的主要途径。
M.vanbaalenii PYR-1之所以从K区和湾区降解PAHs，主要是因为其要以K区和湾区的碳作为碳源和能源生长[Mycobacterium菌属对芘的中间代谢产物除与菲相同的以外还产生菲-4，5-二羧酸(phenanthrene-4，5-dicarboxylic acid)、Z-9-羧甲基芴-1-羧酸(Z-9-carboxymethylenefluorene-1-carboxylic acid)等三环化合物[45]。
菲-4，5-二羧酸(phenanthrene-4，5-dicarboxylic acid)等中间代谢产物比未降解的原始PAHs具有更大的反应能力和生物可利用性[49]，PAHs代谢产生的联苯甲酸(diphenic acid)和6，6′-二羟基-2，2′-联苯二羧酸(6，6′-dihydroxy -2，2′-biphenyldicarboxylic acid)等这些联苯化合物，其微生物的降解机理还不是很清楚[50-51]。