多环芳烃降解菌的获得及应用
好氧细菌对多环芳烃降解机制的研究进展
芘降解菌株的筛选及降解条件的研究
环境样品中多环芳烃的前处理技术
环境样品中多环芳烃的前处理技术一、本文概述多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs）是一类具有两个或两个以上苯环结构的有机化合物，广泛存在于环境样品中，如大气、水体、土壤和生物体等。
由于其具有致癌、致畸、致突变等生物毒性，对环境和人类健康构成了严重威胁。
因此，对环境样品中多环芳烃的准确检测与分析显得尤为重要。
而要实现这一目标，高效的前处理技术是关键。
本文旨在探讨环境样品中多环芳烃的前处理技术，包括样品采集、保存、提取、净化和浓缩等步骤。
我们将详细介绍各种前处理技术的原理、优缺点及适用范围，以期为读者提供全面、系统的技术指导和参考。
我们还将关注前处理技术在多环芳烃分析中的实际应用，探讨其在提高分析准确性、灵敏度和效率方面的作用。
通过本文的阐述，我们期望能够帮助读者更好地理解和掌握环境样品中多环芳烃的前处理技术，为环境保护和人类健康贡献一份力量。
二、环境样品中PAHs的前处理技术概述在环境科学研究中，多环芳烃（PAHs）的分析至关重要，因为它们对环境和人体健康具有潜在的危害。
为了准确测定环境样品中的PAHs含量，前处理技术的选择和应用至关重要。
前处理技术主要包括样品的采集、保存、提取、净化和浓缩等步骤，每个步骤都对最终的分析结果产生影响。
样品的采集和保存是前处理技术的关键环节。
由于PAHs在环境中的分布广泛且易受到环境因素的影响，因此采集样品时应选择具有代表性的环境介质，如土壤、水体、空气等。
同时，采集过程中应避免样品的污染和损失，确保样品的真实性和完整性。
保存样品时，应选择适当的保存容器和保存条件，以防止PAHs的降解和损失。
提取是前处理技术中的核心步骤。
目前常用的提取方法包括索氏提取、液液萃取、固相萃取等。
这些方法的选择应根据样品的性质和分析要求来确定。
提取过程中，应选择合适的溶剂和提取条件，以确保PAHs的完全提取和减少杂质的干扰。
接下来是净化步骤，其目的是去除提取液中的杂质，提高分析结果的准确性。
微生物降解多环芳烃研究进展
Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ９
微生物降解多 环芳烃研究进展
Ｌ ｉ ｕ￣ ｉ ｎ ｇ ｊ ｉ ｎ ｇ
Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ Ｓ ｈ ａ ｈ Ｔ ｏ ｒ ｃ ｈ Ｐ ｒ ｏ ｆ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ， Ｚｈ ｏ ｎ ｇ Ｓ ｈ ａ ｈ ，５ ２８４ ５６
究方向进 行 了展 望。
多环芳烃芘高效降解菌的筛选及其降解性能的研究
第 ３卷 ９
第 ２ 期
南 开 大 学 学 报（ 自然科学版）
Ａ ｔ ｃ ｎｉｒ ｍ Ｎａｕ ａｉ ｍ Ｕｎｖ ｒｉ ｔ ｎ ａｅ ｓ ｃａＳ ｉ ｔ ｕ ｔｒ ｌ ｉ ｅｓ ａ ｉ Ｎａ ｋ ｉ ｉ ｅ ａ ｕ ｔ ｓ ｎｓ
２ ０ 年 ４月 ０６
Ｍ ｎ Ｏ４・Ｈｚ １ ｇ， ２ ｏ Ｓ ０ Ｎａ Ｍ Ｏ４・２ Ｏ ． ５ｇ， ３ Ｏ４Ｏ １ｇ， ＣＩ Ｈ２ ０ ２ Ｈ Ｂ ． Ｃｕ ２・２ Ｏ ． ５ ｇ， ｎ ｚ ． ５ ｇ， Ｈ４ Ｈ２ ０ ２ Ｚ Ｃｌ ０ ２ Ｎ ＶＯａ
０１ｇＣ （ ） Ｈ２ ．５ｇＮｉＯ ・６ Ｏ ０１ｇ 然 后加 ５ｍＬ浓 硫 酸 ， ． ，ｏＮＯ。 ・６ Ｏ ０ ２ ， Ｓ Ｈ２ ． ， 用蒸 馏水 定容 至 １００ｍＬ ， ０ ） 溶 于 １０ ０ｍＬ蒸馏 水 中 ，Ｈ ７Ｏ ． ， ０ ｐ ． ～７２ 肉汤 培养 液 ： 肉膏 ５ｇ 蛋 白胨 １ ， Ｃ ， 于 １０ ０ 牛 ， ０ｇ Ｎａ １ ｇ 溶 ５ ０ ｍＬ蒸 馏 水 中 ，Ｈ ７Ｏ ． ， ｐ ． ～７２ 肉汤 固体 培养 基 （ｎ ２ 脂 粉 于 １０ ０ｍＬ 肉汤培 养液 中 ）０１ＭＰ ，２ ａ入 ０ｇ琼 ０ ，． ａ １１℃，
ｐ ．． Ｈ７ ０ 研究了添加不同营养物质对 降解 性能的影响 ， 水杨 酸钠 、 醋酸钠和酵母 膏对混合菌降解芘有 明显的促进
作 用 ， 萄 糖 的作 用 不 明显 ． 葡
关键词 ： 多环芳烃 ；芘 ； 芽孢杆菌
中 图 分 类 号 ： ２ Ｘ５４ 文献标识码 ： Ａ
０ 引
言
多环芳 烃 （ ｏｙｙｌ ｏ ｔ ｄｏａｂ ｎ ， ＡＨｓ 是 一 类广 泛 存 在 于 环 境 中的难 降解 有 机污 染 Ｐ ｌｃｃｉ Ａｒｍａｉ Ｈｙｒｃｒｏｓ Ｐ ｃ ｃ ）
土壤中多环芳烃的提取与净化方法研究现状
土壤中多环芳烃的提取与净化方法研究现状在现代化工和生物工艺中，多环芳烃（PAHs）是一种普遍存在的有机化合物。
土壤是PAHs的主要生境之一。
PAHs在环境中的存在是一种严重的环境污染。
因此，对其提取和净化方法的研究具有很高的重要性。
本文对土壤中PAHs的提取和净化方法的研究现状进行综述。
提取方法（1）超声波提取法超声波提取法是一种常用的土壤样品提取方法，它适用于PAHs的快速提取。
在超声波场的作用下，使土壤样品中PAHs分子中的化学键受到振动，从而提高PAHs的溶解度。
这种方法具有快速、高效、低成本和绿色环保的特点。
（2）气相萃取法气相萃取法（GC）是一种有机物的分离和检测方法。
其基本原理是将待分析的有机物搬移到另一相中。
通过GC分析系统，测定样品的PAHs含量。
该方法对于PAHs的分离、富集和检测速度快、精度高、灵敏度强。
但是，它不适用于PAHs含量低的土壤样品。
（3）超临界流体萃取法超临界流体萃取法（SFE）是一种绿色、高效、可重复使用的提取方法。
其原理是在超临界状态下，改变萃取剂中PAHs的溶解度，利用温度和压力的控制来提高PAHs的萃取效率。
这种方法适用于PAHs含量低的土壤样品，但萃取剂的选择和调节工艺对提取效率有重要影响。
净化方法（1）氧化法氧化法利用化学反应将有机污染物氧化成无害的化合物。
常用的氧化剂有过硫酸铵、过氧化物、臭氧等。
该方法具有高效、选择性好和可控性强的优点，但氧化剂的选择和使用条件会对净化效果产生重要影响。
（2）吸附法吸附法是利用吸附剂将有机污染物从土壤中分离出来。
常用吸附剂为活性炭、树脂、粘土矿物和纳米材料等。
吸附剂的选择和气相和液相条件对吸附效果有影响。
该方法适用于多组分混合的土壤样品。
（3）生物降解生物降解是利用微生物将有机污染物转化成无害物质。
利用单细胞生物或微生物群体可以降解PAHs。
生物降解法具有操作简单、成本低和环保等特点，但它的降解速率和效率取决于土壤环境、微生物群体、温度和pH等条件。
《微生物胞外聚合物在多环芳烃降解酶释放过程中的作用》
《微生物胞外聚合物在多环芳烃降解酶释放过程中的作用》一、引言多环芳烃（PAHs）是环境中的一类常见污染物，由于其具有较高的毒性、致癌性和生物累积性，对生态环境和人类健康构成严重威胁。
微生物在多环芳烃的降解过程中发挥着重要作用，而微生物胞外聚合物（EPS）则是多环芳烃降解酶的重要载体和调节器。
本文将详细探讨微生物胞外聚合物在多环芳烃降解酶释放过程中的作用。
二、微生物胞外聚合物概述微生物胞外聚合物（EPS）是微生物细胞分泌的一种高分子物质，主要由多糖、蛋白质、核酸等组成。
EPS在微生物生命活动中具有重要作用，如保护细胞免受环境影响、调节细胞间相互作用等。
在多环芳烃降解过程中，EPS作为酶的载体，可以保护酶的活性，同时调节酶的释放和转运。
三、多环芳烃降解酶的来源与性质多环芳烃降解酶主要由土壤中的微生物产生，具有高度专一性和催化活性。
这些酶能够通过特定的生化反应将多环芳烃分解为低毒性或无毒性的物质。
多环芳烃降解酶的种类繁多，性质各异，但它们都需要在适宜的环境条件下才能发挥最大的降解效果。
四、微生物胞外聚合物在多环芳烃降解酶释放过程中的作用（一）保护酶的活性EPS作为一种高分子物质，具有良好的稳定性和保护性。
在多环芳烃降解过程中，EPS可以包裹酶分子，防止其受到环境中的不利因素影响，如紫外线、氧化剂等。
同时，EPS还可以通过与酶分子的相互作用，稳定其空间结构，保持酶的活性。
（二）调节酶的释放EPS可以调节酶的释放过程。
在适宜的环境条件下，EPS能够通过其特殊的结构或化学性质，促使酶从微生物细胞中释放出来。
同时，EPS还可以通过与周围环境的相互作用，控制酶的扩散和转运速度，从而实现对多环芳烃降解过程的调控。
（三）促进微生物间的信息交流EPS还可以作为微生物间的信息交流媒介。
在多环芳烃降解过程中，不同种类的微生物可以通过EPS进行信息交流，分享资源和信息。
这有助于促进多环芳烃降解过程中的协同作用和效率。
五、结论微生物胞外聚合物在多环芳烃降解酶释放过程中起着至关重要的作用。
pahs生物降解机理
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。
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多环芳烃降解菌的获得及应用3
韩清鹏33 方 秦利峰 王平(浙江大学生物医学工程系 杭州 310027)摘 要 运用双相(水-硅油)系统可进行有机物降解菌的筛选.本实验用此法获得了多环芳烃(PAHs)的降解菌,降解菌对PAHs有较好的降解作用.堆肥法处理PAHs中接入筛选到的降解菌可以大大加强降解效果.堆肥过程中堆温升高很快,对一些PAHs如荧蒽、芘、苯并[a]芘等可以彻底清除,对更多环的PAHs也可降到很低的浓度.图1表3参4
关键词 多环芳烃;降解;水-硅油系统CLC X172
PAHs2DEGRADINGMICROORGANISMSANDTHEIRAPPLICATION3
HANQingpeng33,FANGFang,QINLifeng&WANGPing(BiomedicalCollege,ZhejiangUniversity,Hangzhou 310027,China)
Abstract Thebiphasicaqueous-organicsystem(water-siliconoilsystem)isusefultoselectthemicroorganismsdegradingPAHs.ThedegradingmicroorganismswereobtainedintheexperimentandwereinoculatedincomposttodegradePAHs.Thedegradingeffectwasevident.Whilecompostingtemperatureraisedquickly.SomePAHscouldbedegradedthoroughlybutsomePAHswithmoreringscouldalsobedegradedinafairlylowlevel.Fig1,Tab3,Ref4Keywords PAHs;degrade;biphasicsystem;compostCLC X172
多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons,简称PAHs)主要来源于煤焦油、杂酚油和石油以及有机质不完全燃烧而产生的污染物.由于它们在环境中的化学稳定性高、水溶性低且长期残留,致癌致畸且有毒,因此解决这类化合物引起的污染问题是非常有意义的.
多环芳烃理化性质不相同,反映出的生物降解性也各不相同.一般说来,多环芳烃的降解性随苯环数量的增加而降低,三环以下的易于降解,四环以上的较难降解[1].
研究多环芳烃这一类难降解有机物的生物降解过程,首要问题是筛选降解菌.只有分离到降解菌后,才能作进一步的理论研究和用于生物修复PAHs的污染.用一种水-硅油双相系统可进行对PAHs类难降解物质的降解菌的富集、筛选[2,3].
把获得的降解菌接入多环芳烃污染的堆肥中可加速多环芳烃的降解.本文研究了用水-硅油双相系统筛选多环芳烃降解菌,并把降解菌用于含有PAHs的污染物中进行堆肥处理.
1 材料与方法1.1 多环芳烃的来源某化工厂的工业废物酸焦油,系有机液体和固体混合物,
其中固体废渣占36.3%(质量分数),酸焦油为1719～19536
mg/kg,其中苯并芘(B[a]P)为3567mg/kg,15种PAHs含量之和为96999mg/kg,占酸焦油总量的9.7%.酸焦油用φ=
1/11的甲苯溶解.
收稿日期:2002210211 接受日期:2002212203
3国家自然科学基金资助项目(No:29577269) SupportedbytheNa2
tionalNaturalScienceFoundationofChina33通讯作者 Correspondingauthor
1.2 水-硅油两相系统组分硅油系高纯度的液体,成分为聚二甲基硅氧烷醇,分子量2000左右,运动粘性系数20×10-2m2/s,密度为0.95,表面张力为20.6×10
-5
N/cm,阶电常数为2.72.
无机盐培养液配方如下(ρ/mgL
-1
):K
2HPO4775,
KH2PO4350,(NH4)2SO4・7H2O100,FeSO4・7H2O1,MnSO4・
H2O1,Na2MoO40.21,CaCl240(培养基1)[3].1.3 富集降解菌的方法在水-硅油系统中富集.每个250mL的三角瓶中加入80
mL的无机盐培养液和20mL的硅油,加入待降解物作为碳源,加入污染物作为菌源,室温30℃下培养,振荡速度为120
r/min.经过一段时间的生长后,可见液体浑浊而且pH下降,取5mL的上述液体加入另外一个装有同样物质的三角瓶,作为对照(CK)[3].
1.4 PAHs降解菌的分离在无机盐固体培养基上涂布菌液.然后喷涂溶有PAHs的乙醚溶液,乙醚很快挥发,PAHs留在培养基上,PAHs的浓度与水-硅油系统富集PAHs降解菌时的PAHs浓度相同.待菌长出后,进一步纯化菌种,保存.
1.5 混合菌在水-硅油系统中对PAHs的降解效果的测定在含有PAHs的水-硅油系统中接入活化的PAHs降解菌,15d后用HPLC色谱仪测定PAHs的残留.
1.6 用堆肥法结合接种降解菌处理多环芳烃中的实验以鸡粪和树叶及土壤为原料堆肥(CN=251).堆肥容器为圆筒形容器(内径20cm,高65cm).由于堆肥体积小,为了© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
避免堆肥堆温上升后热量的散失,外用木屑保温,顶部使用具孔的盖子盖顶,起到保温遮光的作用,同时也可满足通气的要求.往堆肥中加入酸焦油的浓度为280mg/kg,同时接入5%左右的降解菌(液体培养3～5d后)接入堆肥中,监测堆肥温度的变化,在堆肥初期、升温期末、高温期末、降温期末和腐熟期末翻堆、采样,测定水分变化,并将水分含量控制在60%左右.1.7 堆肥样品的提取和浓缩[4]称取1.00g污染样物置于10mL具塞玻璃离心管中.加入2.00g的无水Na2SO4混匀,加入10mL混合溶剂(V二氯甲烷V丙酮=21),放置75～90min,超声提取20min,以2500r/min,离心5min,将上清夜转移至T2D浓缩管,再往离心管中加入8mL混合溶剂,放置60min,超声提取15min,以2500r/min,离心3min,将上清夜与上次提取液合并K2D浓缩管中,用常量、微量Snyder柱浓缩至1.0mL以下(水浴温度69～75℃),用丙酮定溶至1.0mL,过滤,同时进行溶剂空白实验.所有操作均在避光条件下进行.同时称取2.00g的样品,测定样品的含水量.1.8 多环芳烃的测定方法分析仪器为岛津LC100型液相色谱仪,紫外线检测器,波长为254nm,样品分析时间为30min,打印时间为60min,进样过程:B泵水流速为0.1mL/min,A泵甲醇流速为0.4mL/min,进样11min后梯度洗脱40min洗完.标准样品:16种多环芳烃标准储备液.用保留时间和峰高测定PAHs;以PAHs混合标准液为外标,定量计算PAHs的浓度.2 结果与讨论2.1 利用水-硅油系统筛选PAHs降解菌2.1.1 降解菌的富集和分离 在上述水-硅油两相系统中富集得到降解菌.每隔3d测定微生物数目,选用含葡萄糖的培养基培养,获得总菌数.微生物生长见表1.表1 水-硅油系统富集PAHs降解菌不同时间微生物的生长Table1 GrowthofPAHs2degradingmicroorganismsinthebiphasicsystemt/d03691215n/mL-15×1065×1061×1078×1071.5×1081×108 由表1可知,d12菌数达到1.5×108mL-1,微生物生长旺盛.可以进行下一步的分离.在无机盐固体培养基上涂布菌液,然后喷涂溶有PAHs的乙醚溶液.乙醚随后挥发.待菌长出后,进一步纯化分离,得到三株降解菌,一种为霉菌,两种细菌,待鉴定.先编号为S1,S2,S3.前两株为细菌,后一株为霉菌.2.1.2 降解菌降解效果的测定 在含有多环芳烃的水-硅油两相系统中接入降解菌,培养15d后,测定降解效果如表2.由表2可知,从两相系统中筛选得到的降解菌对各种PAHs均有降解,对环较少的PAH降解效果较好,如对萘、苊烯、菲、蒽和芴的降解比较彻底.降解菌对环较多的PAHs,如荧蒽、芘、苯并[a]芘、苯并[ghi]北的降解效果就差一些.运用双相系统在15d内筛选到了PAHs降解菌.与别的方法相比,水-硅油系统提供给微生物一个特殊的有机相环境(PAHs溶解在硅油里面),可以避免PAHs对微生物的抑制,并且提高微生物的代谢功能.在此系统中PAHs的浓度较高(PAHs总浓度为1.45g/L),可以提供充分的碳源和能源,
PAHs是一类理化性质各不相同的物质,因此此降解过程中有共代谢作用和微生物之间的相互作用,在富集中会提高选择的程度.实际应用的菌为混合菌.这与在自然环境中混合菌作用于不同污染物的过程是相似的.
表2 降解菌在水2硅油系统中对PAHs地降解效果Table2 DegradationofPAHsinthebiphasicsystembythemicroorganisms
名称Name
降解菌降解效果Degradationresults
非生物降解率Abioticdeg2radationrate生物降解率Biologicaldeg2radationrate总去除率Totalremov2alrate
萘Naphthalene无No81.781.7
苊烯Acenaphthene3.796.3100
苊+芴Fluerence2.787.189.8
菲Phenanthrene无No92.292.2
蒽Anthracene无No100100
荧蒽FA5.654.359.9
芘Pyrene17.841.359.1
苯并[a]芘B[a]P2.854.657.4
苯并[ghi]北B[ghi]Pe7.630.838.4
3非生物降解率的测定为对照处理,即不接种菌的降解如光解和物理、化学作用 IndicatingCK
2.2 降解菌在堆肥处理多环芳烃的应用2.2.1 接种降解菌处理PAHs的堆肥温度变化 本实验中温度随时间的变化曲线如图1所示.由图1可知,加入降解菌F0d2就开始升温,d4升到30℃以上,d9达到高温峰值58