生物降解芳香烃类有机化合物
微生物对环境中有机污染物的降解机制
微生物对环境中有机污染物的降解机制有机污染物是指由碳和氢等元素组成的化合物，常见的有机污染物包括石油类、农药、工业废水等。
这些有机污染物对人类和生态系统的健康产生严重威胁，因此寻找有效的降解方法成为了迫切的需求。
在此背景下，微生物降解成为了一种受到广泛研究的方法，微生物通过各种机制参与有机污染物的降解过程。
微生物降解有机污染物的机制主要分为生物吸附、生物转化和代谢三个方面。
首先，微生物可以通过生物吸附作用降解有机污染物。
微生物表面具有许多吸附结构，如细菌细胞壁上的膜蛋白、菌丝的纤毛等。
这些结构可以吸附并固定有机污染物，阻止其进一步扩散。
同时，微生物还可以通过表面吸附结构上的酶活性，进一步促进有机污染物的分解。
其次，微生物通过生物转化作用将有机污染物转化为较简单的化合物。
微生物体内的代谢酶可以催化有机污染物的化学反应，使其分解为更小的分子。
例如，石油类污染物中的芳香烃可以被微生物转化为酚、醛等低毒性物质。
这种生物转化作用具有高效、选择性强的特点。
最后，微生物通过代谢作用将有机污染物降解为无害的物质。
微生物能够利用有机污染物作为能量源进行代谢反应，将其转化为水、二氧化碳等无害物质。
这种代谢作用在自然界中广泛存在，为环境中有机污染物的彻底降解提供了有效途径。
微生物对环境中有机污染物的降解机制受到多种因素的影响，包括环境条件、微生物种类和污染物特性等。
首先，环境条件的酸碱度、温度、氧气浓度等因素会影响微生物的生长和代谢活性，进而影响微生物对有机污染物的降解效率。
其次，不同种类的微生物对不同类型的有机污染物具有不同的降解能力，这取决于微生物体内的代谢途径和代谢酶的种类。
此外，有机污染物的化学结构和性质也会影响微生物对其的降解速率和效果。
总的来说，微生物对环境中有机污染物的降解机制是多样而复杂的。
微生物通过吸附、转化和代谢等过程参与有机污染物的降解，有效净化环境。
然而，为了提高微生物降解的效率和速度，还需要深入研究微生物的特性和环境因素对其的影响，以及开发相应的技术手段来促进微生物降解的应用。
原油生物降解的控制因素及表征参数
原油生物降解的控制因素及表征参数原油生物降解在环境修复和油品安全方面具有重要作用，但其速率和效果受到多种控制因素的影响。
为了更好地理解原油生物降解的过程和控制因素，本文将对相关参数进行概述。
1. 存在于原油中的化学物质原油中含有许多有机化合物，其中包括芳香烃类、脂肪烃类、脂肪酸类等。
这些化学物质在生物降解过程中可以作为基质被微生物利用，加速降解速率。
然而也需要注意，存在于原油中的某些化学物质（例如多环芳烃类）对微生物的生长和代谢可能具有毒性，从而影响生物降解过程。
2. 环境因素温度、水分、氧气含量以及pH均可能对原油生物降解速率产生影响。
一般认为，适宜的生物降解环境应当是温度适宜（微生物最适生长温度范围通常在20°C-35°C之间）、水分充足、氧气供应充足以及pH中性或稍微酸性。
3. 微生物种类和数量微生物在原油生物降解过程中发挥着至关重要的作用。
与其他环境修复方法相比，微生物修复具有生态适应性强、可逆性强等明显优势。
微生物可以在不同的环境条件下生存和繁殖，其降解能力也因此表现出不同的特点。
因此，合适的微生物种类和数量的选择对于有效地控制原油生物降解过程的速率和效果至关重要。
4. 活性污泥的培养对于原油生物降解具有典型代表性的生物体系之一即为活性污泥。
活性污泥的培养可以通过添加适宜营养物质、维持稳定的温度和通风等方式实现。
在实际应用的过程中，优化活性污泥的培养条件和管理方式可以提高生物降解效果和速率。
5. 指征参数原油生物降解的过程具有一定的可操作性，即通过量化相关指征参数，可以实现对降解过程的监测和控制。
常用的指征参数包括原油降解率、微生物生长速率、微生物数量、COD、BOD等。
相关指征参数的监测可以帮助研究人员或相关业界人士对原油生物降解过程进行动态控制。
综上所述，生物降解可为环境污染物的修复提供一种新的选择，并且在目前的实践中已经产生了不少成功案例。
然而，尽管原油生物降解过程受到众多因素的控制，但相关技术和研究持续进行，相信将会有更全面和有效的方案问世。
Thauera属在废水生物处理系统中的作用综述
Thauera属在废水生物处理系统中的作用综述[2][2]浙江省生态环境监测中心浙江杭州 310012摘要：Thauera菌属作为废水生物处理系统的重要组成成分，在污染物去除过程中起到关键作用。
本文从thauera菌属分类及不同结构特性等角度出发，综述了thauera属在废水生物处理系统处理芳香族化合物、反硝化脱氮及去除COD方面的重要作用，并阐述其降解某些典型污染物的作用机制，同时对thauera属研究方向进行了展望关键词：Thauera sp.；降解芳香烃类污染物；反硝化脱氮每个生物处理系统作为一个相对完整的微生态系统，各种进水基质C、N、P以及人工曝气所提供的溶解氧都是生物处理系统的物质能量来源。
因此，对于生物处理系统中微生物菌群进行定位定量比较分析，可以从微生物生态学角度系统和深入地对污染物降解机理进行探究。
随着各种先进分子生物技术的产生与应用，存在于废水生物处理系统中一些具有重要作用的功能菌属被发掘并针对其结构和功能进行了全面深入研究。
微生物群落的结构和功能与污染物去除和系统高效稳定运行息息相关，并对废水生物处理系统的运行具有理论意义和应用价值。
在对此的研究过程中，一类菌群的功能和性质突显出来——Thauera属细菌。
Thauera属细菌，广泛存在于各种类型的废水生物处理系统之中，并有能够广泛降解污染物。
其具有降解芳香烃类有机物，反硝化以及降解COD等方面的能力，是生物处理装置中一种非常常见并起重要作用的菌种。
1Thauera属细菌的分类、检出Thauera是β-proteobacteria纲下属的一类革兰氏阴性细菌，大多为杆状结构。
Fig1Thauera菌株的显微照片（1000×）早在1993年，由Macy等人定义了Thauera属下的第一种细菌Thauera selenatis。
到目前为止，Thauera细菌已经被分离出将近50株的纯种菌株，被分类定义为9个种。
Thauera属的细菌具有多样化形态学及生理生态学特征。
影响污染物生物降解的因素[1]
![影响污染物生物降解的因素[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/1b6557260812a21614791711cc7931b765ce7b48.png)
影响污染物生物降解的因素一．微生物对环境污染物的生物降解能力微生物对环境污染物的生物适应能力及降解潜力生物降解：复杂有机化合物在微生物作用下转变成结构较简单化合物或被完全分解的过程。
终极降解：有机物彻底分解至释放出无机产物CO2与H2O 的过程。
生物转化：通过微生物代谢导致有机或无机化合物的分子结构发生某种改变、生成新化合物的过程。
微生物降解污染物的影响因素:物质的化学结构生物降解有机物的难易程度首先取决于生物本身的特性，同时也与有机物的结构特征有关。
共代谢作用环境中的污染物常通过共代谢而获降解；尤其对一些结构复杂的有机污染物更是如此。
环境物理化学因素包括微生物生长所需的营养元素、通气情况、酸碱度、温度、水分、光照和毒物等，均会影响微生物对污染物降解的范围与速度。
中间体或终产物可能变成更复杂的物质，或者毒性增加，比原始污染物更为有害。
二．微生物对环境污染物的降解在自然生态系统中，来自于生物体的每一种天然的无毒有机物几乎都有相对应的降解微生物。
只要具备合适的条件，微生物就可以沿着一定的途径降解这些有机物。
1.多糖类的生物降解途径多糖类有机物是异养微生物的主要能源，也是生物细胞重要的结构物质和贮藏物质。
这类有机物广泛地存在于动植物尸体及废料中。
如纤维素、半纤维素、淀粉、果胶质等。
多糖类的生物降解途径：纤维素的降解途径、淀粉的降解途径、半纤维素的降解途径、果胶质的降解途径2.半纤维素的降解途径3.木质素的降解木质素的微生物降解过程十分缓慢，玉米秸秆进入土壤后6个月，木质素仅减少1／3，在厌氧的条件下降解得更慢。
真菌降解木质素的速度比细菌要快。
真菌中担子菌降解木质素的能力最强，另外有木霉、曲霉、镰孢霉的某些种。
细菌中有假单胞菌等个别的种类能分解木质素。
4.脂类的生物降解脂肪是由高级脂肪酸和甘油合成的酯，在环境中微生物脂肪酶的作用下分解较快。
类脂包括磷脂、糖脂和固醇，蜡质由高级脂肪酸和高级单元醇化合而成，这两者必须有特殊的脂酶才能降解，所以在环境中分解较慢。
代谢工程在芳香族化合物微生物降解研究中的应用_secret
代谢工程在芳香族化合物微生物降解研究中的应用摘要：芳香族化合物是一类对环境危害极大的污染物。
利用微生物降解此类污染物具有广泛的应用前景，综述了国内外的代谢工程在芳香族化合物的生物降解中的应用研究进展，表明生物修复技术是芳香族化合物污染环境治理最有前景的手段。
关键字：芳香族化合物代谢工程基因质粒工业技术的迅猛发展，给人类社会带来了高度的物质文明，但也带来了许多负面效应，尤其是对人类生存环境造成的危害。
芳香族化合物是一类广泛存在于自然环境中的化学物质，性质稳定，具有很大的毒性和致癌、致突变作用，而且一般都有较好的脂溶性，可以在人体和动物的脂肪组织内积蓄，从而造成长期的危害。
人工合成的芳香族化合物在利用时不可避免的泄漏到环境中造成严重的环境污染，尽管人们已经认识到了问题的严重性，这一问题仍呈上升的趋势[1]。
微生物降解环境污染物由于投资少、占地小又不需特殊设备而成为最有前途的治理环境污染的方法。
但微生物细胞在代谢繁殖过程中，经济合理地利用和合成自身所需的各种物质和能量，这种固有的代谢网络相对实际应用而言其遗传特性并非最佳,所以有必要对细胞的代谢途径进行有目的的改造。
1 代谢工程代谢工程的基本理论和应用就是在这一背景下发展起来的。
1991年Bailey[2]在“Science”上发表了一篇重要的综述文章“Toward a Science of Metabolic Engineering”，标志着代谢工程作为一门新学科的诞生。
十多年来，代谢工程的理论和应用迅速发展。
1995年Bailey[3]又发表了“Chemical Engineering ofCellular Processes”的长篇文章，详细讨论了生物网络工程及代谢工程。
1996年召开了第一次国际代谢工程会议(ME-I)。
此后，国际代谢工程会议定期两年举行一次。
1998 年出版了国际上第一部代谢工程教科书：“Metabolic Engineering : Principles and Methodologies”[4]。
多环芳烃的微生物降解机制研究进展
多环芳烃的微生物降解机制研究进展王涛;蓝慧;田云;卢向阳【摘要】多环芳烃是环境中最常见且最难降解的有机污染物之一。
通过微生物降解使环境中的多环芳烃低毒化或无毒化是当今环境修复的研究热点之一。
以萘和菲为研究对象，论述了多环芳烃的微生物降解机制，并阐述了生命组学新技术在多环芳烃降解机制研究中的应用，为深入探讨多环芳烃的微生物降解及转化机制奠定了理论基础。
%Polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)are one of the common and the most refractory organic pollutants in the environment.Nowadays,low-toxicity or non-toxicity of PAHs by microbial degradation is one of the research highlights in the field of environmental remediation.In this paper,using naphthalene and phe-nanthrene as example,the microbial degradation mechanisms of PAHs are reviewed,and the application of“omics”technology in life science for research of microbial degradation of PAHs is summarized.The review lays a certain theoretical foundation for further exploring the microbial degradation and conversion mechanism for PAHs.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2016(033)002【总页数】7页(P8-14)【关键词】多环芳烃;微生物降解;降解机制【作者】王涛;蓝慧;田云;卢向阳【作者单位】湖南农业大学生物科学技术学院，湖南长沙 410128; 湖南省农业生物工程研究所，湖南长沙 410128;湖南农业大学生物科学技术学院，湖南长沙410128; 湖南省农业生物工程研究所，湖南长沙 410128;湖南农业大学生物科学技术学院，湖南长沙 410128; 湖南省农业生物工程研究所，湖南长沙 410128;湖南农业大学生物科学技术学院，湖南长沙 410128; 湖南省农业生物工程研究所，湖南长沙 410128【正文语种】中文【中图分类】X172多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是一类于环境中分布广泛且稳定存在的有毒有机化合物，是由2个或2个以上的苯环以线形排列、弯曲连接或者聚簇状的方式构成的有机污染物，分子量较大，其水溶性和挥发性会随着分子量的增大而减小。
萘的降解过程
萘的降解过程1. 简介1.1 什么是萘萘是一种有机化合物，化学式为C10H8，属于芳香烃的一种。
它是白色结晶固体，不易挥发，可以在自然界中找到，并且广泛应用于工业生产中。
1.2 萘的性质•熔点：82.2摄氏度•沸点：217摄氏度•密度：1.14 g/cm³•溶解性：不溶于水，可溶于有机溶剂，如苯、乙醚等2. 萘的降解途径2.1 光降解萘在自然界中会受到光的影响而降解。
阳光中的紫外线可以提供足够的能量，使萘分子发生光化学反应，从而降解成较小的分子。
2.2 微生物降解许多微生物能够利用萘作为碳源和能源，通过新陈代谢将其降解成二氧化碳和水。
这是一种较为常见和重要的降解方式，也是自然界中最主要的萘降解途径之一。
微生物降解萘的具体过程如下：1.萘进入微生物细胞内部2.萘被微生物细胞表面的降解酶识别并附着3.降解酶将萘降解为苯酚等较小的化合物4.进一步降解为乙酸等有机酸5.最终生成的有机酸被微生物细胞利用作为能源和碳源2.3 化学降解萘也可以通过化学反应降解为一系列较小的化合物。
常见的一种化学降解方式是氧化反应。
通过氧化剂的作用，萘分子中的环结构被打开，形成芳香族酮或醇等。
3. 萘降解过程中的影响因素3.1 光照条件光照条件是影响萘光降解效果的一个重要因素。
光照强度越大，萘降解速率越快。
此外，不同波长的光照也会对降解产物的生成产生影响。
3.2 微生物种类微生物种类对萘的降解能力有很大影响。
不同的微生物具有不同的降解酶系统，具有不同的降解途径和效率。
有些微生物对萘的降解能力较强，能够迅速将其降解成无害物质，而有些微生物则相对较弱。
3.3 温度和湿度温度和湿度也是影响萘降解的重要因素。
较高的温度和湿度有利于微生物的生长和代谢活动，从而加速萘的降解过程。
3.4 pH值pH值对微生物活性和降解酶的稳定性有一定影响。
在适宜的pH范围内，微生物的降解能力较强，能够更有效地降解萘。
4. 萘降解的应用4.1 环境修复由于萘具有毒性，对环境和生物健康造成潜在威胁。
石油化工废水微生物降解的影响因素
石油化工废水微生物降解的影响因素一、有机化合物的种类与降解
⏹直碳链
C10~C18范围的直碳链化合物较易被微生物分解。
⏹碳原子数
碳原子数在30以上的化合物很难被微生物分解。
⏹烃类降解难易程度
脂环烃类>多环芳烃类>芳烃类>烷烃类、烯烃类
⏹芳香烃
芳香烃常与沉积物相结合，被微生物降解较为艰难。
⏹烷烃
烷烃中，C1~C3化合物，如甲烷、乙烷、丙烷，只能被少数具有高度专一性的微生物所利用。
⏹直链烃与支链烃
直链烃容易降解，而支链烃较难降解。
二、烃类化合物的溶解度变化
烃类化合物在水中的溶解度较低，且随链长及分子量的增加，溶解度降低。
三、不同微生物种群对原油的降解能力
降解石油类有机污染物的微生物种类很多，有细菌、真菌等。
实际环境中总是多种微生物共存，共代谢现象就普遍存在，代谢途径也会多样化，多种微生物的共存有利于有机污染物的分解。
四、温度和压力
烃类化合物的降解与温度与压力有关。
一般随温度升高分解速率加快，随压力加大分解速率减小。
五、溶解氧
烃类有机污染物物的降解主要在好氧条件下完成。
1g油中各组分完全矿化为CO2和水需溶解氧约3~4g。
六、营养盐
石化行业有机污染物的主要成分是碳氢化合物。
添加氮、磷等营养物质在多数情况下可以促进有机污染物的生物降解。
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微生物和不溶的有机物之间的有限接触面，妨碍 了不溶解化合物的代谢速度。有机物分子中碳支 链对代谢作用有一定影响。一般情况下，碳支链 能够阻碍微生物代谢的速度,如正碳化合物比仲碳 化合物容易被微生物代谢,叔碳化合物则不易被微 生物代谢。这是因为微生物自身的酶须适应链的 结构，在其分子支链处裂解，其中最简单的分子 先被代谢。叔碳化合物有一对支链，这就要把分 子作多次的裂解。代谢的步骤越复杂，生化的反 应就越慢，代谢作用的速度是由微生物对有机物 的适应能力和细胞中酶的浓度决定的。
生物降解芳香烃类有机化合物
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生物降解
生物降解一般指微生物的分解作用，有可 能是微生物的有氧呼吸，有可能是微生物 的无氧呼吸。自然界存在的微生物分解物 质，对环境不会造成负面影响。
有机物生物降解的机理
在水中溶解的有机物能否扩散穿过细胞壁，是由分子的大 小和溶解度决定的。目前认为低于12个碳原子的分子一般 可以进入细胞。至于有机物分子的溶解度则由亲水基和疏 水基决定的，当亲水基比疏水基占优势时，其溶解度就大。 溶于水的有机醇代谢开始时，羟基被氧化，醇便氧化为酸。 在生物代谢中，酸是活化的中间产物，一部分酸被代谢为 二氧化碳和水，所产生的能量使剩余酸转变为原生质的各 种组分。不溶于水的有机质,其疏水基比亲水基占优势,代 谢反应只限于生物能接触的水和烃的界面处。尾端的疏水 基溶进细胞的脂肪部分并进行β－氧化。有机物以这种形 式从水和烃的界面处被逐步拉入细胞中并被代谢。
• 酚是构成芳香物的基本单元，是一种常见 的有机污染物。酚类化合物是通过苯型化 合物直接羟基化，需要一个氧分子进行羟 基化和环的裂解反应，所以用微生物处理 酚的废弃物,可以采用强烈曝气法。如果不 曝气,在处理生活污水时酚将转化为难闻的湾发生严重 漏油事故后，当地人在清 理油污时，意外地发现了 一种不为前人所知的深海 细菌竟然是“吃油高手”。 据悉，这种细菌主要生活 在水下，而且在其生长和 分解石油过程中，较少消 耗氧气。上述发现为人类 清除海底的油污找到了新 的方法。
• 多环芳烃污染对生物有致突变作用和致癌作用。 因此引起人们的重视。微生物代谢多环芳烃的途 径为顺式羟基化，即需双加氧酶的作用才能完成， 而哺乳动物氧化这类化合物只要一个加氧酶就能 完成。以后的反应有一种是加水作用产生反式二 氢二醇。因此，微生物能氧化苯并(a)芘为顺式 9,10-二羟基-9，10-二氢苯并(a)芘，能氧化苯并 (a)蒽为顺式1,2-二羟基-1，2-二氢苯并(a)蒽，还 能氧化联苯为顺式2,3-二羟基-1-苯基环己-4,6-二 烯。微生物对萘、菲和蒽的降解途径与上述类似。
菌株TJB5
从PAHs长期污染的盐碱 土壤中所筛选的这株中毒 嗜盐碱陈抟泛菌TJB5，不 进能抵抗外界高浓度的盐 碱环境，并具有较强的 PAHs降解能力。（PAHs 是石油中芳香族化合物的 主要成分，石油污染又常 常伴随着盐碱化环境的存 在）
谢谢！
环状化合物和多环芳烃的生物降解途径 ①在单一氧化酶的催化下氧化有机质。 ②二羟基化，即有机物降解开始时接受两个 氧原子形成两个羟基。 ③在酶的催化下水中的氧原子作为羟基进入 基质。
④在苯环裂解时必需双氧化酶催化，使苯核 带上两个羟基取代物。 ⑤对于带内酯的苯环裂解的代谢顺序是先形 成内酯，然后水解内酯而达到苯环裂解。 研究有机物的降解途径和形式，可为阐明 微生物降解能力，以及为合成生物可降解 的农药和难降解的防腐剂提供依据。