难生物降解有机物的种类及其微生物降解研究进展
持久性有机污染物微生物降解研究进展
第 ２ 卷 第 ３期 １ ２０ ０ ７年 ６月
江 苏 科 技 大 学 学 报（ 自然科学版 ）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｉｎ ｓ ｎ ｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｅａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅ Ｅ ｉ ｏ ） ｏ ｒａ ｏ ａ ｇｕ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ （ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｊ ｖ ｔ Ｓ ｅ ｏ ｅ ｉ
ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｒ ｄ ｔ ｎ ｂｙ ｍ ｃ ｏ ｅ ｄ ｔ ｅ ＰＯＰｓｃ ｎ ｒ ｌｂ ｌ ｍｉ ｒ ｘ ｌｉ ｅ ． ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｇ ａ ａ ｉ ｒ ｂ ｓａ ｈ ｏ ｉ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｐ ａ ｄ ａ ｅ ｅ ｐ ａｎ ｄ ｓ
Ｋ ｙｗ ｒ ｓ ｐ ｒ ｓ ｎ ｏｇｎｃｐ ｌ ｔ ｔ ｅ ａａｉ ｙｏｇｎｓ ｂｏｎ ｎｅｉｇ ｐａｍ ｄ ｅ ｏｄ ： ｅ ｉｅ ｔ ｒａｉ ｏｌ ａ ；ｄｇ ｄ ｔ ｎｂ ｒａ ｉ ｓｔ ｕ ｎ ｒ ｏ ｍ； ｉ ｇ ｅｒ ； ｌ ｉ ｅｉ ｎ ｓ
０ 引 言
随着工农业 生产的发展 ， 久性有机 物对环 境 的污染 及 带来 的危 害越来 越 引起 人们 的关 注 。现代工 持
ｍ ｃ ａｉ ｅｖｅ ｐ ｉｔ ｆ ｉ ｎ ｎ ｅ ｎ ．Ｔ ｅａ ｖｎ ｇｓａｄ ｔ ｅｅ ｐ ｅ ｔ ｅｄ ｎｙｏ ｅｔ ｈ ｉｕ ｅｈ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｏ ｇ ｅｒ ｇ ｈ ｄａ ｔ ｅ ｎ ｅｄ ｖｌ ｍ ｎ ｔ ｅ ｃ ｆ ｈ ｅ ｎｑ ｅ ｎ ｍ ｎｈ ｗ ｂ ｅｉ ｉ ａ ｈ ｏ ｎ ｔ ｃ
Ｖｏ ． Ｎｏ ３ １ ２１ ．
Ｊｎ ０ ７ ｕ ．２ ０
文 章 编 号 ： ６ ３— ８７ ２０ ）３—０７ Ｏ １７ ４ ０ （０ ７ Ｏ ０ ３一 ６
微生物降解有机磷农药污染的研究进展
其中有机化合 物 占绝 大部 分 ， 如有 机 氯、 有机 磷 、 机 有
砷 、 机汞 、 有 氨基 甲酸 酯 、 除虫 菊 酯 等 。二 次 世 界 大 战 拟
后， 农药工业的大规模兴起 ， 为增加粮食生产 、 防治疾病
传播作出巨大贡献 。同时 ， 农药 的生产 、 运输 和大量使
用 对土 壤 环境 、 环 境 、 水 大气 环 境 造 成 污 染 以及 对 其 它 非靶 标 生 物乃 至 整 个 生 态 系 统 中 的产 生 负 面 影 响 日益
异稻瘟净 ， 乙基稻瘟净 、 甲基立枯磷等 杀虫剂 ， 除草剂哌
草 磷 和 草甘 膦 。 大部 分 有 机 磷 农 药 不 溶 于水 （ 果 、 乐 敌 百 虫 除外 ） 而易 溶 于有 机 溶剂 ， 中性 和 酸性 条件 下 稳 ， 在 定 ， 易 水 解 ， 碱 性 条 件 下 因 水 解 而 失 效 。有 机 磷 不 在
微 生 物 降 解 有 机 磷 药 科 学与工程 学院 ， 宁夏银 川 ７ ０ ２ ） ５ ０ １
摘 要： 有机磷农药严重污染生 态环境 ， 生物 降解是 治理 有机磷农 药污染的新技 术 ， 微 综述 了降解 有机 磷农 药污染
的微 生物 种 类 、 解 的 机 理 、 用 、 在 的 问题 及 今 后 研 究 方 向 。 降 应 存
关键词 ： 有机磷 农药污染 ； 生物 降解 微
中图 分 类 号 ： ９ ８ １ Ｘ ９ Ｑ ３ ． ；５ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８— ６ ２ ２ １ ）４—０７ ０ １０ ９ ３ （０ ０ ０ ０ ９— ４
农药是用于防治危害农作物 的病虫 、 杂草等有害生
物 及调 节 植物 生 长 的 化 学 试 剂 的 总 称 。 根 据 化 学组 成 和 结构 的 不 同 ， 药 可 分 为 无 机 化 合 物 和 有 机 化 合 物 ， 农
难降解有机物质的生物降解技术分析
技术应用与研究2018·0149Chenmical Intermediate当代化工研究难降解有机物质的生物降解技术分析＊丁智晖 董子萱 于水利（同济大学 上海 200092）摘要：广泛存在于人们生产生活中的难降解化学物质，一方面为人们的物质生活提供方便，另一方面因难降解的特性长期滞留于人们的生活空间，因致癌、致畸、致突变的特性给人类健康带来了潜在危险。
为了减轻难降解有机物质对生态环境的影响与危害，国内外对难降解有机物的处理方法进行了大量研究，目前，主要方法包括生物法、物化法、化学氧化法等。
本文将根据国内外生物处理难降解有机物的进展作一简要介绍。
关键词：生物降解；难降解有机物；技术进展中图分类号：Q 文献标识码：AThe analysis of Biodegradation Technology in the field of Refractory organic mattersDing Zhihui, Dong Zixuan, Yu Shuili（Tongji University, Shanghai, 200092）Abstract：The refractory chemicals Widely existing in people's production life not only provide convenience for people,but also pose a potential danger to human health due to their carcinogenic, teratogenic, mutagenic properties and long-retention. In order to reduce the influence and harm by refractory organic matters to the environment, a large number of studies have been done on the treatment of refractory organic matters both at home and abroad, mainly including biological method, physicochemical method, chemical oxidation method and so on. In this paper, the research progress of biodegradation methods at home and abroad will be introduced briefly.Key words：biodegradation；refractory organic matters；technical progress1.前言进入工业时代以来，每年都有新型化学物质问世。
微生物对水体中有机污染物降解的影响研究
微生物对水体中有机污染物降解的影响研究水体是人类生存离不开的重要资源，但在现代化生产活动以及人类生活需求的不断增加下，水体中的有机污染物日益增多，对人类健康和生态环境的破坏也越来越严重。
微生物具有快速的代谢和转化能力，能够降解水中有机污染物，成为解决水体污染的一种有效手段。
本文主要探讨微生物对水体中有机污染物降解的影响研究。
一、微生物降解有机污染物的工作原理水体中的有机污染物通过生物降解转化为无机物的过程主要通过微生物的作用来实现。
微生物能够分解有机污染物，其主要工作原理是通过氧化、酸化、还原等反应将复杂的有机物分解成简单有机物，最终降解成二氧化碳、水、无机盐等物质，达到净化水体的目的。
微生物的作用能够在自然条件下实现，也可以通过工艺手段来促进微生物的降解能力，提高降解水平。
二、微生物对水体中有机污染物降解的影响因素微生物降解水体中的有机污染物不是一种简单的过程，其受到各种因素的影响，影响微生物降解的效果。
以下是微生物对水体中有机污染物降解的影响因素：1.微生物种类：不同种类的微生物对水体中有机污染物的降解能力不同。
一些具有强降解能力的微生物如厌氧菌、好氧菌、硫酸盐还原菌、甲烷菌等，能够对污染物快速降解。
2.污染物种类：不同种类污染物对微生物的降解影响不同。
一般易水解、有机物含量高的污染物更容易降解，反之则需要更多的时间和更多的菌群支持。
3.水体环境：不同的水体环境对微生物降解的影响因素不同。
水体温度、PH值、营养物质、氧化还原电位等因素都会对微生物的活性和生长繁殖产生一定影响。
三、微生物降解有机污染物的应用现状微生物降解水体中的有机污染物是一种有效的解决水体污染的方法。
随着微生物学、生态学等学科的进一步发展和研究，微生物降解技术在环境污染防治中的应用也越来越广泛。
在现代化生产中，工业废水和污染物排放常会对环境资源造成破坏，引起的旱涝灾害也是常见问题。
以微生物人工湿地和微生物培养技术为代表的微生物降解技术，为解决环保问题带来新的希望。
微生物对环境污染物降解的研究进展
微生物对环境污染物降解的研究进展环境污染对人类健康和生态系统带来了巨大影响，因此探索有效的污染治理方法成为一项重要课题。
近年来，研究人员广泛关注微生物降解污染物的能力，通过了解微生物的多样性和适应性来寻求解决方案。
在这篇文章中，我们将探讨微生物对环境污染物降解的研究进展。
一、微生物降解污染物的机制微生物在降解污染物过程中发挥着重要作用。
通过代谢途径，微生物能够将污染物降解为较为无害的物质。
这些代谢途径可以分为氧化还原、水解、酸解和甲基化等。
例如，部分细菌通过氧化还原反应降解有机物，产生较小分子的无害产物，如二氧化碳和水。
微生物降解污染物的机制多种多样，涉及到多个生物学过程。
例如，一些细菌通过分泌酶类，如脂肪酶、蛋白酶和酯酶等，降解有机物。
另一方面，微生物还可以通过吸附物质和吸附电荷等方式，将污染物从环境中去除。
二、微生物降解环境污染物的应用研究微生物降解环境污染物的应用研究涵盖了广泛的领域。
以下是一些具有代表性的应用研究：1. 土壤污染治理土壤污染是一个全球性的问题，对农业生产和生态系统稳定性造成了严重威胁。
微生物降解技术成为一种重要的治理方法。
研究人员通过寻找和筛选具有降解能力的微生物菌株，利用这些菌株进行土壤污染物的降解。
研究结果表明，微生物降解技术在减轻土壤污染方面具有很大潜力。
2. 水体净化水体污染对人类健康和环境造成了巨大风险。
微生物降解技术的应用使得水体净化变得更加高效和可持续。
研究人员通过选择适应性强的微生物，发展了一系列微生物处理技术，如生物滤池和微生物电化学系统等，用于水体中污染物的去除和降解。
3. 气体净化空气污染是世界各地都面临的问题，尤其是城市地区。
微生物降解技术在气体净化方面具有广泛应用前景。
细菌和真菌类微生物能够降解一系列气体污染物，如二氧化硫、氮氧化物和总挥发性有机化合物等。
这些微生物在工业和生活垃圾处理等领域有着重要的应用潜力。
三、微生物降解污染物的挑战与展望尽管微生物降解污染物的研究已经取得了许多进展，但仍面临一些挑战。
微生物生物降解有机物的机制研究
微生物生物降解有机物的机制研究有机物的生物降解过程是通过微生物的活动来实现的。
微生物是一类单细胞或多细胞的微小生物，可以生存在各种环境中。
它们具有多样的代谢途径，包括降解有机物的能力。
随着科技的进步，人们对微生物生物降解有机物的机制进行了深入研究。
一、微生物的分解能力微生物具有多样的分解能力，可以分解各种类型的有机物。
根据有机物的结构和性质的不同，微生物可以选择性地降解特定的有机物。
比如，某些微生物专门降解纤维素、淀粉等碳水化合物，而另一些微生物则主要降解脂肪类物质。
微生物的分解能力是由其代谢途径和酶系统决定的。
二、微生物降解有机物的代谢途径微生物降解有机物的代谢途径可以分为两个主要类型：有氧降解和厌氧降解。
有氧降解是指微生物在充足氧气供应的条件下进行降解，产生二氧化碳和水。
厌氧降解是指微生物在缺氧或无氧条件下进行降解，产生甲烷、硫化氢等。
不同的微生物对氧气的需求和耐受性不同，因此会选择不同的代谢途径。
三、微生物降解有机物的酶系统微生物在降解有机物的过程中依赖酶来催化反应。
不同类型的有机物需要特定的酶来进行降解。
微生物可以在特定环境中合成和分泌这些酶，以降解特定的有机物。
例如，纤维素酶可以将纤维素中的β-1,4-糖苷键断裂，从而降解纤维素。
酶的合成和分泌通常受到微生物内外环境因素的调控，以保证降解过程的高效进行。
四、微生物降解有机物的影响因素微生物降解有机物的效率受到多种因素的影响。
其中，温度、pH 值、底物浓度和营养物质的供应是影响微生物活性和降解速率的重要因素。
适宜的温度和pH值可以促进微生物的生长和代谢活动。
适量的底物浓度可以提供足够的碳源，促进微生物生长和降解反应。
此外，合适的氧气供应、细胞外酶的存在和微生物的竞争关系也会影响微生物降解有机物的效率。
五、应用前景微生物生物降解有机物机制的研究为有机物的环境污染治理和生物燃料的生产提供了理论基础和技术支持。
通过了解微生物的降解机制，可以选择合适的微生物群落和优化操作条件，在环境中实现有机物的高效降解和资源利用。
利用微生物降解污染物的研究进展
利用微生物降解污染物的研究进展在环境保护领域中，污染物的降解一直是一个重要的研究方向。
其中，利用微生物降解污染物的方法受到了广泛关注。
本文将就微生物降解污染物的研究进展进行探讨。
一、微生物降解污染物的意义污染物的排放已经对地球环境造成了严重的影响。
传统的污染治理方法往往效果不佳，成本高昂。
而微生物降解污染物的方法具有许多优势，包括高效率、低成本、环境友好等。
因此，研究微生物降解污染物对于环境保护具有重要意义。
二、微生物降解污染物的机制微生物降解污染物的过程中，微生物通过代谢产生的酶来分解污染物分子。
其中，常见的微生物降解污染物的机制包括氧化还原反应、酸化反应、酶促反应等。
不同的污染物会有不同的降解机制，研究这些机制对于提高降解效率具有重要意义。
三、微生物降解污染物的应用领域微生物降解污染物的方法可以应用于多个领域，包括土壤、水体和大气等。
在土壤污染治理中，利用微生物可以有效降解土壤中的有机化合物，提高土壤质量。
在水体污染治理中，微生物可以降解水中的有机物、重金属等，净化水质。
在大气污染治理中，微生物可以降解大气中的有机物、氮氧化物等，减少空气污染。
四、微生物降解污染物的研究进展近年来，对于微生物降解污染物的研究取得了一系列的进展。
首先，研究人员发现了许多具有降解能力的微生物菌株，如铜绿假单胞菌、硝化细菌等。
其次，研究人员通过改造微生物菌株的基因，提高了其降解能力。
此外，研究人员还通过优化培养条件、调节环境因素来改善微生物降解污染物的效果。
这些研究成果为实际应用提供了理论基础。
五、微生物降解污染物的挑战与展望虽然微生物降解污染物具有诸多优势，但也面临着一些挑战。
首先，微生物的降解能力有限，无法完全降解某些复杂的污染物。
其次，微生物的生长受到环境因素的限制，需要找到合适的环境条件才能发挥降解作用。
此外，微生物降解污染物的应用过程中还需要考虑到生态风险等问题。
展望未来，我们可以进一步研究微生物降解污染物的机制，寻找更加高效的微生物菌株，开发新的降解技术。
难降解有机物的处理
难降解有机物的处理及处理原理摘要难降解有机物严重污染和威胁人类身体健康，因此难降解有机物的治理技术研究是目前水污染防治研究的热点与难点。
近年来，难降解有机物的生物处理技术研究取得了广泛的成果。
目前运用生物技术处理难降解有机物的主要技术路线包括共代谢技术、缺氧反硝化技术、高效菌种技术、细胞固定化技术、厌氧水解酸化预处理技术。
关键词：难降解有机污染物生物技术共代谢技术1•前言难降解有机物通常指在自然条件难于被生物作用发生递降分解的有机化学物质。
有机物被微生物降解，转化为无机物，又由于无机物经过生命活动合成各种有机物，这是自然界生物地球化学的基本循环。
合成洗涤剂、有机氯农药、多氯联苯等化合物在水中较难被生物降解，无氮有机物中的脂肪和油类也是难降解物质，它们往往通过食物链逐步被浓缩而造成危害；在生产、使用过程中以及使用后，会通过各种途径进入水体造成污染。
难降解物质在环境中的持久性，以及广域的分散性，对环境与生态造成影响较大。
因此，一直是环境污染、生态环境恶性循环的重要环节。
难降解有机物被微生物分解时速度很慢，分解不彻底的有机物（也包括某些有机物的代谢产物），这类污染物易在生物体内富集，也容易成为水体的潜在污染源。
这类污染物包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氰化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等有毒难降解有机污染物。
这些物质的共同特点是毒性大，成份复杂，化学耗氧量高，一般微生物对其几乎没有降解效果，如果这些物质不加治理地向环境排放，势必严重地污染环境和威胁人类的身体健康。
随着工农业的迅速发展，人们合成了越来越多的有机物,其中难降解有机物占了很大比例，因此难降解有机物的治理研究已引起国内外有关专家的高度重视，是目前水污染防治研究的热点与难点。
2.难降解有机物的处理方式2.1难降解有机物的分类难降解（难生物降解）有机物是指微生物在任何条件下不能以足够快的速度降解的有机物。
形成有机物难于生物降解的原因除了在处理时的外部环境条件（如温度、pH值等）没有达到生物处理的最佳条件外，还有两个重要的原因，一是由于化合物本身的化学组成和结构，在微生物群落中，没有针对要处理的化合物的酶,使其具有抗降解性；二是在废水中含有对微生物有毒或者能抑制微生物生长的物质（有机物或无机物），从而使得有机物不能快速的降解［1］这些难降解的有机物种类繁多，来源于各行各业如化工、印染、农药等，且有潜在的危险。
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难微生物降解有机物的种类及其微 生物降解研究进展
• 难微生物降解有机物的种类
难降解有机污染物主要来自农药、石化、印染、 制药、塑料橡胶等行业 ，包括酚类、卤代有机物、 芳香族化合物、硝基化合物业的含酚废水；杀 虫剂的污染；生活污水等 • 目前，已经从环境中分离的对酚类有降解能力的 微生物主要有，根瘤菌、醋酸钙不动杆菌、假单 胞菌、真养罗尔斯通氏菌、反硝化细菌、酵母菌 和藻类等。
芳香族化合物
• 芳香族化合物是一类具有苯环结构的化合物,它们 结构稳定, 不易分解, 且毒性很强, 会对环境造成严 重的污染, 对人体危害极大。这类污染物主要来源 于石油、化工、农药、电子、纺织、造纸、化妆 品及制药工业等, 它们可通过多种途径进人环境, 对水体、土壤和大气造成污染。近年来的研究 表明,微生物降解环境污染物已成为最有发展前途 的治理环境污染的方法。
• 二硝基甲苯常常是作为推进剂及炸药的副产物而 释放于环境中, 相对于单硝基甲苯来说, 二硝基甲 苯更不易被生物降解。目前二硝基芳香化合物虽 然能被一些微生物降解，降解都不彻底, 产物仍有 毒性, 开展这一方面的菌种诱导, 研究其代谢机制, 进而分析编码其酶结构的基因, 构造高效降解工程 菌有着极其重要的意义。 • 2,4,6-三硝基甲苯是炸药和推进剂的主要成分，有 剧毒。以前处理这类废弃物的方法是倾海、填埋 和焚烧, 但都对生态系统造成危害。目前发现可利 用堆肥法去除少量TNT。以废糖浆为碳源, 用好氧/ 厌氧土壤悬浮反应器处理受污染土壤中的TNT。 该方法设备简单，成本低，处理效率较高。
• 微生物对酚的降解
在细菌体内，酚被苯酚羟化酶转化成邻苯二酚， 然后被邻苯二酚2,3-双加氧酶或邻苯二酚1,2-双加 氧酶催化，开环裂解为三羧酸产物，继而被降解。
卤代有机物的生物降解
• 卤代有机物在地面水和土壤污染中比较普遍, 是危 险废品和垃圾提取物的重要组成部分。随着人造 化学剂如: 致冷剂、灭火剂、油漆、溶剂、除草剂 和农药的广泛使用, 其对环境的污染日趋严重。对 于这类污染物, 最初一般采用物理化学方法。但 这些方法不能从根本上治理，且容易造成二次污 染，成本也高。而通过微生物的分解，基本能清 除污染物，容易施行，且不会造成二次污染。
硝基化合物
• 硝基化合物中，最难降解的还是芳香族硝基化合 物。苯环结构的对称性和稳定性使其不易发生反 应, 硝基的存在使苯环的电子云密度降低, 生物降 解性更差。其中可分为单硝基化合物，二硝基化 合物和三硝基化合物。 • 在好氧条件下，单硝基苯能被不同菌系的微生物 以氧化或还原途径分解。而从一些下水道底泥中 筛选的厌氧菌吉氏拟杆菌和尿拟杆菌能够与葡萄 糖共代谢高效降解硝基苯。
• 苯苯首先经苯双加氧酶的作用, 形成顺苯二氢二醇, 再经顺苯二醇双脱氢酶的作用, 形成代谢中间体邻 苯二酚。邻苯二酚的代谢可分为邻位切割与间位 切割两种途径, 进而分解进入三羧酸循环。 • 甲苯的降解：恶臭假单胞菌F1 对甲苯的降解,甲 苯在一个氧分子及NADH所产生的两个电子作用 下而生成顺甲苯二氢二醇。该反应是通过甲苯双 加氧酶的作用, 将甲苯分解成顺甲苯二氢二醇, 形 成3 -甲基邻苯二酚代谢中间体, 再经开环酶及下 游酶的作用代谢成小分子, 最终进如TCA循环。
• 目前也发现许多微生物对卤代有机物有较强的分 解能力，如：假单胞杆菌属对2-氯丙酸有较强的 降解能力，而恶臭假单胞菌等好氧及一些厌氧菌 则能降解卤代烯烃。 • 卤代烷烃的生物降解过程一般为：卤代烷烃水解 变为醇，再氧化成酸或醛，继而分解为水和二氧 化碳。而卤代烯烃在有氧的情况下先转化为不稳 定的环氧化物, 然后进一步降解为短链酸, 最后降 解为CO2; 厌氧条件下则通过一系列还原脱卤作用 形成烯烃, 进而转化为甲烷。卤代醇和卤代酸也能 通过微生物氧化和水解被降解。
• 恶臭假单胞菌G7与恶臭假单胞菌NCIB9816-4皆 可代谢萘。萘经其代谢，可生成丙酮酸盐与乙醛， 进而被降解。 • 联苯可被Cl取代，形成多氯联苯（PCBs）其中可 以分解含高氯的PCBs的微生物大都生长在厌氧的 环境下, 而能分解含低氯的PCBs的微生物通常可 以在好氧环境中找到。恶臭假单胞菌LB400可以 分解多达6个氯所取代的PCBs，最后生成苯甲酸。