多环芳烃的微生物降解
多环芳烃的微生物降解
魏花朵
河南大学环境与规划学院
摘要：环境污染已成为当今世界所面临的一个重要问题。应用生物降解能力使有害废物无害化或低毒害化,是当今环境治理的主要研究方向。微生物作为生物界的主要降解类群,在水体污染、固体废弃物污染、重金属污染、化合物污染、石油及大气污染等治理过程中,均取得显著效果。纯培养微生物的单一菌株及混合菌株的多环芳烃降解的研究已有很多年了。为了更好地应用生物修复技术治理被多环芳烃污染的环境, 有必要对降解微生物、降解机制、环境影响因子等因素进行进一步的研究， 从而选择出最优化的方案来治理污染环境。
关键词：多环芳烃 微生物 生物降解
1 环境污染治理的微生物学原理：
微生物是肉眼不易看见、必须在电子显微镜或光学显微镜下才能看见的单细胞或简单多细胞或无细胞结构的微小生物的总称。自然界中存在着丰富的微生物种群，在生物圈中着重充当分解者的角色。微生物对物质的降解与转化，保证了自然界中正常的物质循环。微生物对污染物的降解与转化是环境污染治理的基础。由于微生物自身特点和代谢活动表现出在环境中的化学作用，决定了它对污染物具有强大的降解与转化能力。
1.1 微生物适合环境污染治理的特点
微生物对污染物具有强大降解与转化能力，主要是因为微生物具有以下特点：
1.1.1 微生物个体微小，比表面积大，代谢速率快微生物的这个特点，使之具有惊人的代谢活性，有利于营养物的吸收和废物的排泄，有利于污染物的快速降解与转化。
1.1.2 微生物种类多，分布广，代谢类型多样环境的多样性决定了微生物类型的多样性。微生物种类多，代谢类型多样，为当今日益复杂的环境污染治理提供了更多的功能菌，对环境中形形色色的物质的降解转化，起着至关重要的作用。
1.1.3 微生物繁殖快，易变异，适应性强微生物巨大的比表面积使之对生成条件下的变化具有极强的敏感性，加之微生物繁殖快、数量多，可在短时间内产生大量变异的后代，对进入环境中的“新”污染物，微生物可通过基因突变，改变原来的代谢类型而适应、降解之。
1.1.4 微生物具有多种降解酶，有巨大的降解能力和共代谢作用。微生物能灵活的改变其代谢与调控途径，合成各种降解酶，以适应不同的环境，将环境中的污染物降解转化。同时微生物体内含有质粒，质粒能通过基因工程实现不同物种的细胞间转移，从而构建多质粒功能菌，在环保中发挥重要作用。此外微生物具有共代谢作用，利于难降解污染物的彻底分解。
1.2 微生物在环境污染治理中的化学作用
微生物通过它的代谢活动，降解和转化污染物，表现在环境中的化学作用主要有氧化、还原、脱氨、脱羧、水解、酯化、脱水、缩合、氨化和乙酰化作用等，通过各种微生物的化学作用，实现污染物的降解与转化，从而达到污染治理的目的。
1.3 微生物治理环境污染的优点微生物治理环境污染的优点：
一是充分体现在它是一个纯生态过程，无二次污染，从根本上体现了可持续发展的战略思想；二是微生物在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、反应条件温和等，加之其技术开发所预示的广阔的市场前景，受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。
随着我国经济的发展,环境保护越来越受到社会各界的关注。综合国力的增加,有机污染物的监测与研究也越来越受到重视。多环芳烃( PolycyclicAromatic Hydrocarbons ,PAHs)是持久性有机污染物的一种, 容易在生物体内富集, 难以生物降解, 。鉴于它在环境中的毒性、持久性、普遍性和累积性, PAHs 已被各国列为有机污染物研究的重点。 2 多环芳烃的概述：
多环芳烃( Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物，是目前环境中普遍存在的污染物质。环境中的含有两个苯环以上的有机化学污染物, 随着苯环数量增加, 其脂溶性越强, 水溶性越低, 在环境中存在时间越长, 遗传毒性越高,其致癌性随着苯环数的增加而增强 。每年有数百万吨石油产品和原油从炼油厂和石化厂的废弃物中排放到世界范围的海洋环境中;由于多环芳烃的潜在毒性、致癌性及致畸诱变作用, 对人类健康和生态环境具有很大的潜在危害, 已引起各国环境科学家的极大重视。美国环保局在80 年代初把16 种未带分支的多环芳烃确定为环境中的优先污染物, 我国也把多环芳烃列入环境污染的黑名单中。
2.1 PAHs的危害：
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。
2.1.1 化学致癌作用：多数PAHs均具有致癌性,在目前已知的500种致癌性化合物种,有200多种为PAHs及其衍生物,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,饮用或食用含有PAHs的水和食物,则会造成慢性中毒。有调查表明BaP(即苯并芘)浓度每增加0. 1μg/100m3 时,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;许多山区居民经常笼火取暖,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/m3、2μg/m3 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。
2.1.2 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和紫外照射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,从而引起人体细胞遗传信息发生突变。
2.2 多环芳烃来源:
环境中的PAHs 除极少量来源于生物体(某些藻类、植物和细菌) 内合成,森林草原自然起火,火山喷发等自然活动外,绝大部分由人为活动污染造成,主要来自于两方面:(1)煤、石油和木材及有机高分子化合物的不完全燃烧,即热解成因;(2)原油在开采、运输、生产和使用过程中的泄漏及排污,即石油类源。
2.3 环境中多环芳烃的迁移变化:
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。
3 多环芳烃的微生物降解机理:
微生物是生态系统中最重要的分解者,对多环芳烃具有较强的分解代谢能力和较高的代谢速率。研究表明, 微生物降解多环芳烃一般有2 种方式:一种是以多环芳烃为唯一碳源和能源;另一种是将多环芳烃与其他有机质进行共代谢。微生物降解PAHs的难易程度取决于其化学结构的复杂性和降解酶的适应程度。一般来说, 随着多环芳烃苯环数和辛醇—水分配系数的增大, 其降解速率越来越低。因此, 低分子量的PAH s (萘、菲、蒽、芴等) 在环境中能较快地被降解,在环境中存在的时间较短, 对其降解机制的了解也较为深入; 而高分子量的PAH s 则难以降解, 在环境中较稳定, 能以其为唯一碳源和能源进行矿化的细菌的研究甚少。
3.1多环芳烃微生物降解的一般途径：
原核生物和真核生物对多环芳烃的微生物降解都需要氧气的参与, 产生氧化酶, 使苯环降解。因此, 多环芳烃苯环的降解取决于微生物产生加氧酶的能力, 且由于酶对于多环芳烃降解的专一性, 环境中多环芳烃的多样性,多环芳烃的降解需要多种微生物参与。微生物加氧酶有两种, 即单加氧酶和双加氧酶。丝状真菌一般产生单加氧酶, 对多环烃降解的第一步是羟基化多环芳烃, 即把一个氧原子加到底物中形成芳烃化合物, 继而氧化为反式双氢乙醇和酚类; 细菌主要产生双加氧酶, 对多环芳烃降解的第一步是苯环的裂解,把两个氧原子加到底物中形成双氧乙烷, 进一步氧化成顺式双氢乙醇, 双氢乙醇可继续氧化为儿茶酸、原儿茶酸和龙胆酸等中间代谢物,接着苯环断开, 产生琥珀酸、延胡索酸、乙酸、丙酮酸和乙醛。降解中的产物被微生物用来合成自身的生物量, 同时产生CO2 和H2O。
3.2 多环芳烃的无氧降解：
海洋沉积环境中多环芳烃的有氧降解已有了广泛的研究。然而大部分有机物富集的海洋沉积环境处于无氧条件, 越来越多的研究对多环芳烃在无氧条件下分解感兴趣。研究表明,
在反硝化的条件下, 多环芳烃可以发生无氧降解, 以硝酸盐作为电子受体。在硫酸盐还原环境, 多环芳烃的微生物降解仍然存在,以硫酸盐作为电子受体, 可以降解萘、菲、荧蒽等等。Hayes 研究表明, 环境中微生物暴露于污染物时间的长短是多环芳烃能否发生无氧降解的关键因素。
3.3 影响多环芳烃微生物降解的因子:
由于PAHs 性质稳定,单纯靠自然微生物降解很慢,所以有必要通过研究多环芳烃微生物降解的影响因素,从而通过工程手段加以快速除去PAHs。影响PAHs 微生物降解的因素很多,主要包括底物PAHs 本身、微生物种群以及电子受体、 温度、盐度、pH 值、土壤类型、通气状况、营养盐、所处的深度、扩散速率、微生物适应性、生物利用率、季节因素、多环芳烃的浓度、多环芳烃微生物的理化特性等。
4 结语
微生物在污染治理中具有广泛的应用前景,为提高微生物降解能力,扩大其应用范围,分离、重建高效、广谱降解微生物具有重要意义。多环芳烃是一类广泛分布于环境中的难降解有机污染物,主要来源于人类活动和能源利用过程中燃料的不完全燃烧,主要累积在沉积物、生物体及溶解的有机质中,最终被微生物缓慢降解。由于多环芳烃具有潜在的毒性、致癌性,对其在毒理监测、控制、治理等方面的研究尤为活跃,生物修复技术被认为是最有前途最彻底地从环境中去除多环芳烃的有效途径。我国的环境微生物技术研究尚处于起步阶段,与国际先进水平还有很大差距,应根据我国的国情,充分利用我国的资源优势,借鉴国外先进技术和经验,重点加强环境生物技术的研究与开发,以期取得更好的环境效益和经济效益。
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2000. 19 (3) : 24—29
文峰,尹辉,范莉等. 岷江成都段中多环芳烃污染现状分析. 四川环境, 2005, 24
《重金属胁迫下土壤微生物胞外聚合物在多环芳烃降解过程中的作用》
《重金属胁迫下土壤微生物胞外聚合物在多环芳烃降解过程中的作用》
一、引言
随着工业化的快速发展，重金属污染和有机污染物如多环芳烃（PAHs）的排放问题日益严重，对土壤生态系统造成了巨大的压力。土壤微生物在重金属和多环芳烃的生物修复过程中扮演着重要角色。其中，土壤微生物的胞外聚合物（EPS）在多环芳烃的降解过程中发挥了关键作用。本文旨在探讨重金属胁迫下，土壤微生物胞外聚合物在多环芳烃降解过程中的作用及其机制。
二、重金属胁迫与多环芳烃降解
重金属如铬、铅、镉等常因工业活动进入土壤环境，对土壤微生物产生胁迫效应。这种胁迫会改变微生物的生理生化活动，进而影响其对多环芳烃等有机污染物的降解效率。而多环芳烃是一类典型的持久性有机污染物，因其稳定性高、难以降解而成为环境修复的难题。
三、土壤微生物胞外聚合物的角色
土壤微生物胞外聚合物（EPS）主要由多糖、蛋白质、核酸等组成，是微生物与外部环境之间的桥梁。在重金属胁迫下，EPS通过其复杂的化学结构与功能，对多环芳烃的吸附、运输和降解过程产生重要影响。
四、EPS在多环芳烃降解过程中的作用机制 1. 吸附作用：EPS的多糖和蛋白质成分具有较高的表面活性，能够吸附多环芳烃分子，减少其在环境中的迁移和扩散，从而增加其被微生物利用的机会。
2. 运输作用：EPS通过其网络结构，将吸附了多环芳烃的微生物细胞连接在一起，形成一个有效的运输通道，将多环芳烃运输至细胞内部进行降解。
3. 酶促反应：EPS中的某些酶类可以催化多环芳烃的降解反应，加速其分解过程。
五、重金属胁迫下的影响及应对策略
重金属胁迫会破坏土壤微生物的生理平衡，降低EPS的产量和活性，进而影响多环芳烃的降解效率。为了应对这一挑战，可以采取以下策略：
1. 土壤修复：通过施加改良剂，如生物炭、磷灰石等，减轻重金属的毒性，提高土壤微生物的活性。
2. 生物强化：引入具有高效降解能力的外源微生物或其产生的EPS，增强土壤微生物对多环芳烃的降解能力。
多环芳烃降解的影响因素及机理的研究
多环芳烃降解的影响因素及机理的研究
论文关键词：多环芳烃 降解的影响因素 降解机理 论文摘要：多环芳烃是一类普遍存在的环境污染物，微生物的降解是PAHs去除的主要途径。本文介绍了多环芳烃性质及目前国内外研究状况，以及降解多环芳烃的微生物，阐述了三大因素：基质、微生物活性和环境因子等对微生物降解多环芳烃的影响，微生物降解多环芳烃的机理。并对今后的几个研究发展方向进行了展望。
PAHs are a class of widespread
pollutants in the environmental,
microbial degradation is the main way of
removing PAH. This article presented the
nature of the polycyclic aromatic
hydrocarbon and research situation at
home and abroad, and the microbial of
degradating polycyclic aromatic hydrocarbon, analysis the three factors,
such as matrix, microbial activity and
environmental factors, on which the
effects of microbial degradatation of
polycyclic aromatic hydrocarbon, and
the mechanism of microbial degradation
of polycyclic aromatic hydrocarbon.
Finally, forecasted a few research
directions of future development.
多环芳烃降解菌的筛选、降解机理及降解性能研究共3篇
多环芳烃降解菌的筛选、降解机理及降解性能研究共3篇
多环芳烃降解菌的筛选、降解机理及降解性能研究1
多环芳烃（PAHs）是一类具有广泛应用的化学物质，由于在生产、运输等环节中不当处理而形成的污染物使得PAHs在环境中广泛存在。而PAHs在自然环境中的生物降解速度缓慢，引发环境问题和生态危害，因此，在环境治理和污染修复方面，PAHs的降解成为一项重要的研究方向。多环芳烃降解菌因其在PAHs分解中发挥重要作用而备受关注。
多环芳烃降解菌的筛选是研究PAHs降解的关键步骤。目前，已经成功分离得到了许多对PAHs具有高水平降解能力的菌株，例如Sphingomonas、Pseudomonas和Mycobacterium等。这些降解菌在土壤、水源等环境中都能有效地分解PAHs污染物，具有很强的应用价值。
多环芳烃降解菌的降解机理和降解能力是研究重点之一。多环芳烃具有复杂性和多样性，降解机制也各异不同。常见的PAHs降解途径包括：氧化、脱氢、脱环等反应，这些反应的发生都需要通过特定酶类的催化作用才能实现。例如，多环芳烃阵列氢氧化酶（PAH-OH）可以将PAHs转化为相应的二元酸或酮类物质。据研究表明，多环芳烃降解菌的降解能力与菌株自身的代谢活性、酶类酶学特性等密切相关。
多环芳烃降解菌的降解性能研究将对其应用于实际环境治理具有指导作用。因为PAHs的化学结构复杂，降解过程中需要较高反应能量和完整的降解途径。由于不同的菌株在PAHs降解稳定性、耐受性、适应性等方面存在差异，所以选择适合的菌株在实际应用中具有很高的重要性。因此，深入研究PAHs降解菌株的降解性能，探究其在不同养分、温度、pH等环境变化下的生存、刺激响应和降解速率等特性，有助于更好地了解多环芳烃降解菌的整体性能和应用潜力，并为之后的环境修复工作提供更有针对性的建议和指导。
综上所述，多环芳烃降解菌的筛选、降解机理和降解性能研究对PAHs污染治理具有重要意义。今后，研究人员将在这个领域展开更深入的研究，努力为保护环境、构建共享绿色家园做出贡献
SPME-GC／MS测定多环芳烃(PAHs)的微生物降解效率
第３７卷
２００９年１０月 分析化学（Ｈ ⅪＨＵＡＸＵＥ）
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 增刊
Ｄ１０８
ＳＰＭＥ．ＧＣ／ＭＳ测定多环芳烃（ＰＡＨｓ）的微生物降解效率
曹艺 徐亚幸 郑政伟２李开明２ 欧阳钢锋 朱芳
（中山大学化学与化学工程学院，广州５１０２７５） （华南环境科学研究所，广州５１０６５５）
（广东教育学院生物系，广州５１０３０３）
由于多环芳烃（ＰＡｉｌ＿ｓ）来源广且难以降解【】Ｊ，江河湖泊水底淤泥中痕量ＰＡＨｓ的持续污染不容忽
视。采用微生物降解的方法治理ＰＡＨｓ污染的研究已受到广泛重视。对微生物降解效率的测定一般采 用索式提取、液液萃取以及固相萃取等方法，不仅繁琐、耗时，且需大量有毒有机溶剂，危害操作者
健康，污染环境；固相微萃取（ＳＰＭＥ）技术集采样、萃取、浓缩、进样于一体，是一种简便、省时省 力、不需溶剂的新型样品前处理技术【２Ｊ。本研究通过驯化和分离纯化方法，从珠江某码头河底淤泥中
筛选出几株能降解ＰＡＨｓ的菌体；并采用ＳＰＭＥ技术，对含微生物的复杂水体样品中微量多环芳烃进 行有效、快速富集，建立了简便、快速测定ＰＡＨｓ——苯并（ａ）芘（ＢＡＰ）的微生物降解效率的方法。
６８９０／５９７５型气相色谱．质谱仪，ＤＢ．５ ＭＳ ５％毛细管柱（３０ ｍ￣０．２５ ｍｍｘ０．２５ ｌａｉｎ，美国Ａｇｉｌｅｎｔ公司）； ＳＰＭＥ装置：１００叫ｌ的聚甲基硅氧烷（ＰＤＭＳ）萃取头（美国Ｓｕｐｅｌｃｏ公司）；电磁搅拌器（上海司乐仪
器有限公司）。苯并（ａ）芘（１００ ｍｇ，美国Ｓｕｐｅｌｃｏ公司），丙酮（≥９９．９％，科密欧化学试剂有限公司）。 标准溶液制备：称量ＢＡＰ固体粉末样品４．８ ｍｇ，以２ ｍＬ丙酮溶液为增溶剂，移至１００ ｍＬ容量瓶
中以超纯水定容，配置成４８ ｍｊ 的标准溶液置于４℃冰箱备用。 实际样品处理方法：称量氯化钠２４ ｇ、氯化钾０＿７ ｇ、磷酸二氢钾２ ｇ、磷酸氢二钠４ ｇ、硝酸铵
白腐真菌对多环芳烃的生物吸附与生物降解及其修复作用
白腐真菌对多环芳烃的生物吸附与生物降解及其修复作用
白腐真菌是一类广泛存在于自然环境中的生物，具有很强的生物吸附和生物降解多环芳烃（PAHs）的能力。这些真菌能够分泌特殊的酶来降解多环芳烃，将其分解成较小的分子，进一步促进它们被微生物降解。
白腐真菌的生物吸附能力来源于其菌丝结构和表面特性。菌丝能够扩展到环境中去寻找和吸附多环芳烃，同时菌丝表面的电荷性质可以吸附带有异相电荷的多环芳烃，从而将其固定在其菌丝上。这种吸附作用可以减少多环芳烃在土壤中的迁移和扩散。
与生物吸附相比，白腐真菌的降解效果更为显著。它们通过分泌多种酶，如混合酮酸氧化酶、过氧化物酶等，来迅速降解多环芳烃分子。这些酶能够将多环芳烃氧化成相对较短的链状化合物，然后进一步分解为二氧化碳和水，实现多环芳烃的完全降解。
白腐真菌的降解能力对于多环芳烃的环境修复非常重要。环境中的多环芳烃污染会对生态系统和人类健康造成严重危害，而使用白腐真菌进行修复可以有效地降低污染物的浓度和毒性。这种修复方法相对较为经济和环保，是一种可行的治理方法。
总而言之，白腐真菌具有强大的生物吸附和生物降解多环芳烃的能力，可以通过降低污染物浓度和毒性来修复多环芳烃污染的环境。它们的应用前景广阔，但在实践中仍需要进一步研究和优化。
微生物在多环芳烃降解应用中的机理及其研究趋势
微生物在多环芳烃降解应用中的机理及其研究趋势
多环芳烃具有毒性、生物蓄积性和半挥发性，并能在环境中持久存在，在近几年受到了人们的高度重视。微生物修复能处理费用低、效果好、污染物残留量低、不产生二次污染、能够保持或改善植物生长的土壤结构等，是去除环境中多环芳烃的主要途径。阐述了多环芳烃的性质、来源、危害和微生物对它的降解机理等，并对今后的发展趋势进行了展望。
标签：微生物；多环芳烃；降解；研究趋势
1 多环芳烃的来源
1.1 天然源
多环芳烃的天然来源主要是燃烧和生物的合成，如：森林和草原火灾、火山爆发及微生物的内源合成等，在这些过程中均会产生PAHs，未开采的煤、石油中也含有大量的多环芳烃。
1.2 人为源
人为源是多环芳烃主要的来源，通过石油、煤炭、木材、垃圾焚烧和交通的直接排放等等，特别是化石燃料的燃烧是环境中PAHs的主要来源。总之是随着工业生产的发展，多环芳烃大大地增加，每年因人类的活动会有成千上万吨的多环芳烃释放到地球环境系统中，远远超过了环境的自净能力。
2 多环芳烃的危害
在世界范围内每年有约43000t PAHs释放到大气中，由于较高的亲脂性，多环芳烃可以通过食物链进入人体，对人类健康和生态环境具有很大的潜在危害，已引起各国环境科学家的极大重视。多环芳烃最突出的特性是具有强致癌性、致畸性及致突变性。当PAHs与-NO2、-OH、-NH2等发生作用时，会生成致癌性更强的PAHs衍生物。另外，PAHs很容易吸收太阳光中可见(400-760nm)和紫外(290-400nm)区的光，对紫外辐射引起的光化学反应尤为敏感。多环芳烃在其生成、迁移、转化和降解过程中，通过呼吸道、皮肤、消化道进入人体和动物体，即直接吸入被污染的气体；使用烟熏食物及饮用被污染水；皮肤直接与烟灰、焦
油及各种石油产品等接触。
3 多环芳烃的降解机理
3.1 降解多环芳烃的微生物
自然界中存在的许多细菌、真菌及藻类都具有降解多环芳烃的能力。一般来说，随着多环芳烃苯环数量的增加，降解速率会越来越低。因此，低分子量的多环芳烃在环境中能较快被降解，在环境中存在的时间较短；而高分子量的多环芳烃则难于降解，能长期存在于环境中。
pahs生物降解机理
- 1 - pahs生物降解机理
PAHs（多环芳烃）是一类常见的有机化合物，其在环境中的存在对生态系统和人类健康造成了不良影响。为减少PAHs的污染，很多研究致力于寻找生物降解PAHs的机制。
PAHs生物降解的机理主要包括两个阶段，即初级降解和次生降解。初级降解是指降解PAHs的微生物将其分解成较小的化合物，如酸、醇、酮、酯等。次生降解是指这些小分子化合物再被细菌降解，最终转化为CO2和H2O。
初级降解的微生物主要包括细菌、真菌和放线菌。这些微生物通过氧化、邻位或间位加成、加氧等反应途径，将PAHs分解成较小的化合物。其中，氧化反应是最为常见的分解方式，可以通过加氧酶、过氧化物酶等酶类对PAHs进行氧化降解。
次生降解的微生物主要包括厌氧菌和好氧菌。这些微生物通过厌氧降解和好氧降解两种方式将PAHs分解为CO2和H2O。其中，厌氧菌需要在缺氧环境下进行生长代谢，而好氧菌则需要充足的氧气和适宜的温度、pH等环境条件。
总体而言，PAHs的生物降解机理是一个复杂的过程，需要多种微生物在不同的环境条件下相互配合完成降解过程。这也为PAHs的生物降解提供了一定的研究难度和挑战。
多环芳烃的微生物降解
多环芳烃的微生物降解
魏花朵
河南大学环境与规划学院
摘要:环境污染已成为当今世界所面临的一个重要问题。应用生物降解能力使有害废物无害化或低毒害化,是当今环境治理的主要研究方向。微生物作为生物界的主要降解类群,在水体污染、固体废弃物污染、重金属污染、化合物污染、石油及大气污染等治理过程中,均取得显著效果。纯培养微生物的单一菌株及混合菌株的多环芳烃降解的研究已有很多年了。为了更好地应用生物修复技术治理被多环芳烃污染的环境, 有必要对降解微生物、降解机制、环境影响因子等因素进行进一步的研究,从而选择出最优化的方案来治理污染环境。
关键词:多环芳烃微生物生物降解
1环境污染治理的微生物学原理:
微生物是肉眼不易看见、必须在电子显微镜或光学显微镜下才能看见的单细胞或简单多细胞或无细胞结构的微小生物的总称。自然界中存在着丰富的微生物种群,在生物圈中着重充当分解者的角色。微生物对物质的降解与转化,保证了自然界中正常的物质循环。微生物对污染物的降解与转化是环境污染治理的基础。由于微生物自身特点和代谢活动表现出在环境中的化学作用,决定了它对污染物具有强大的降解与转化能力。
1.1 微生物适合环境污染治理的特点
微生物对污染物具有强大降解与转化能力,主要是因为微生物具有以下特点:
1.1.1微生物个体微小,比表面积大,代谢速率快微生物的这个特点,使之具有惊人的代谢活性,有利于营养物的吸收和废物的排泄,有利于污染物的快速降解与转化。
1.1.2微生物种类多,分布广,代谢类型多样环境的多样性决定了微生物类型的多样性。微生物种类多,代谢类型多样,为当今日益复杂的环境污染治理提供了更多的功能菌,对环境
中形形色色的物质的降解转化,起着至关重要的作用。
1.1.3微生物繁殖快,易变异,适应性强微生物巨大的比表面积使之对生成条件下的变化具有极强的敏感性,加之微生物繁殖快、数量多,可在短时间内产生大量变异的后代,对进入环境中的“新”污染物,微生物可通过基因突变,改变原来的代谢类型而适应、降解之。
多环芳烃降解菌的研究--文献综述
毕业论文文献综述
多环芳烃降解菌的研究
摘要:多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs)是广泛存在于环境中的一类持久性有机污染物，具有致癌、致突变特征，是由2个或2个以上苯环以线状、角状或簇状排列组成的芳香族化合物。PAHs水溶性差、辛醇鄄水分配系数高，稳定性强，容易吸附在土壤表面，对人类健康和生态环境具有极大的危害，已经引起了各国环境学家的重视。生物修复技术(bioremediation)是目前最具有潜力的PAHs污染土壤修复技术，其中微生物降解是去除环境中多环芳烃最主要的途径，迄今已分离到多种PAHs降解菌，目前该领域研究存在的主要问题是PAHs降解优良菌的筛选、鉴定以及降解特性的深化研究。
关键词：多环芳烃；有机污染物；微生物降解；降解菌筛选
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，是环境中普遍存在的持久性有毒有机污染物[1]。大量研究证实，多环芳烃具有慢性毒性和致癌、致畸、致突变的“三致”作用，引起各国环境科学工作者的广泛关注[2]。美国环境署在1979年将16种PAHs列入环境污染物优先监测的黑名单，中国政府列出的环境监测优先污染物中也包括了7种PAHs，所以找到能有效降解PAHs的方法是重要的环保课题，而微生物降解是当前学术界普遍认为去除PAHs的最主要途径[3]。
目前，治理PAHs污染土壤的方法主要有物理修复、化学修复和生物修复[4]。物理化学修复具有成本昂贵、容易造成生态环境破坏的缺点，不适合大规模应用；生物修复技术（包括微生物修复和植物修复）因具有成本低、无二次污染、可大面积应用等独特优点而越来越受到人们的重视；微生物-植物联合修复，将微生物修复与植物修复的优点相结合，利用自然环境中植物根系对微生物生长的促进作用，有效地提高PAHs微生物降解率，所以植物与微生物二者的联合作用对的降解研究已成为近年来新的研究热点之一。
《重金属胁迫下土壤微生物胞外聚合物在多环芳烃降解过程中的作用》 2
《重金属胁迫下土壤微生物胞外聚合物在多环芳烃降解过程中的作用》
一、引言
随着工业化的快速发展，重金属污染问题日益严重，对土壤生态系统造成了巨大的压力。多环芳烃（PAHs）作为常见的有机污染物，其降解过程与土壤微生物的活性密切相关。在重金属胁迫的环境下，土壤微生物的胞外聚合物（EPS）在多环芳烃降解过程中发挥着重要的作用。本文将探讨重金属胁迫下，土壤微生物胞外聚合物对多环芳烃降解的影响及其作用机制。
二、重金属胁迫对土壤微生物的影响
重金属是土壤环境中常见的污染物，对土壤微生物的生理活动具有显著的抑制作用。重金属胁迫会改变土壤微生物的群落结构，降低微生物的活性，进而影响其对多环芳烃的降解能力。重金属离子与土壤微生物细胞表面的结合，会干扰细胞的正常代谢过程，导致微生物的生长受阻。
三、土壤微生物胞外聚合物的作用
土壤微生物胞外聚合物是一种由微生物分泌的高分子物质，具有黏附、保护和促进生物反应等多种功能。在重金属胁迫下，胞外聚合物能够通过螯合、吸附等方式减轻重金属离子对微生物细胞的毒害作用，保护细胞免受重金属离子的损伤。此外，胞外聚合物还能够促进多环芳烃的吸附和降解，提高微生物对多环芳烃的利用率。
四、重金属胁迫下胞外聚合物在多环芳烃降解过程中的作用
在重金属胁迫下，土壤微生物通过分泌胞外聚合物来应对环境压力。这些胞外聚合物不仅能够保护微生物细胞免受重金属离子的毒害，同时还能够促进多环芳烃的降解。一方面，胞外聚合物通过吸附作用增加多环芳烃在土壤中的可及性，使其更易于被微生物利用；另一方面，胞外聚合物中的某些组分具有催化作用，能够促进多环芳烃的降解反应。此外，胞外聚合物还能够调节土壤中微生物群落的相互作用，提高整个生态系统的降解能力。
五、作用机制探讨
重金属胁迫下，土壤微生物通过分泌胞外聚合物来应对环境压力。这些胞外聚合物通过螯合、吸附等方式减轻重金属离子的毒性，同时增加多环芳烃在土壤中的可及性。此外，胞外聚合物中的某些酶类组分能够直接参与多环芳烃的降解反应，提高降解效率。此外，胞外聚合物还能够调节土壤中微生物的相互作用，促进有益菌群的繁殖和生长，从而增强整个生态系统的降解能力。