多环芳烃污染环境的控制与生物修复研究进展

该文介绍了多环芳烃的形成机理和在环境中的污染现状；讨论了多环芳烃环境污染的控制途径，微生物降解机理和生物修复的方法，并对其它生物在多环芳烃生物修复中的作用进行了讨论。     

多环芳烃的微生物降解与生物修复

生物修复在治理多环芳烃污染环境中的作用日益突出，其应用越来越受到重视。文中概述了生物修复技术发展的基础－多环芳烃微生物降解，论述了降解微生物分离、驯化、咱类、降解机制等，探讨了提高多环芳烃降解速率的途径及其存在的一些问题，并对今后的发展进行了展望。     

不同生物修复组合对石油污染的修复效应

为探究不同生物修复组合对土壤石油污染的去除效果,该研究采用室内污染暴露实验,分析了不同生物修复体系对土壤总石油烃的降解率和正构烷烃、多环芳烃2种石油烃主要成分的变化规律。结果表明,翅碱蓬单独处理组虽表现出一定的石油污染修复能力,但翅碱蓬+石油降解菌和翅碱蓬+石油降解菌+沙蚕处理组合对土壤总石油烃的降解率分别提高了12.71%和26.85%,表明联合生物修复可以更好地促进石油烃降解。翅碱蓬+降油细菌+沙蚕处理组中正构烷烃和多环芳烃组分的降解率均高于其他生物修复。多生物联合修复表现出对高碳原子数烷烃和芳烃良好的修复能力。研究结果证实,多生物联合修复组合对土壤石油污染的修复效果优于生物单独处理组,这为利用多生物联合修复组合开展滨海滩涂石油污染提供了一定的理论基础。     

萘降解菌的分离及其联合修复作用的研究进展

多环芳烃萘是一类长久存在于环境中的优先污染物,具有致突变性与致癌性。该文综述了不同生态环境中的萘降解菌株的种类,特别是极端环境中分离得到的菌株,不仅具有良好的降解萘的能力,而且具有较高之耐盐,耐压、耐温性,可与植物协同发挥作用,修复受多环芳烃污染的土壤。介绍了萘降解菌株降解机理及其联合修复作用的相关研究进展。降解菌的联合修复作用包括微生物联合化学、物理、生物等方法修复多环芳烃污染的土壤。针对现在萘污染修复的研究趋势,从降解菌种的鉴定保藏、菌株性能优化、联合修复方式的改进等方面的相关生物技术做出了展望。     

环境科学基础理论 环境化学

X131200603213不同介质中多环芳烃光降解及与生物耦合降解研究现状/张利红(中科院沈阳应用生态研究所)…∥生态学杂志/中科院沈阳应用生态研究所.-2006,25(4).-461~466环图Q-28多环芳烃(PAHs)是环境中广泛存在的一类有机污染物。它的降解一直是人们关注的课题。光降解就是多环芳烃降解的一种重要形式。对在气相、液相和固相不同介质中的PAHs光降解研究进行了综合论述,重点对PAHs在液相介质的降解速率及影响因素、中间产物及降解机制和反应动力学进行了深入探讨,并介绍了光-生物耦合降解多环芳烃的研究进展。进一步完善PAHs光降解研究…     

石油污染土壤的生物修复技术及微生物生态效应

利用投菌法和生物刺激法对陕北子长石油污染土壤进行微生物修复研究.通过利用红外分光光度法测定不同处理方法对石油烃的去除效果确定了修复陕北石油污染土壤的最佳方案.修复过程中利用最大可能计数法(MPN)、PCR-琼脂糖电泳法、PCR-DGGE法分别测定了石油烃降解菌数目、催化基因、土壤微生物多样性对土壤微生物生态效应进行研究.结果发现石油污染土壤不同生物处理修复效果为:生物刺激(加入N、P营养物质)生物强化(投加降解菌)其他.土壤中石油烃降解率与可降解石油烃的催化基因含量之间存在正相关关系,修复过程中土壤中的石油烃和烷烃降解菌数量显著多于多环芳烃降解菌数量,投加外源降解菌SZ-1可以显著提高土壤细菌群落的多样性.研究结果有助于深入理解生物修复石油土壤过程中的微生物生态效应变化.     

多环芳烃的污染及其生物修复

多环芳烃(PAHs)是环境介质中普遍存在的难降解有机污染物，文中综述了目前国内外对PAHs的研究状况，重点阐述了它的来源分布、迁移转化、生物毒性、监测控制及其生物修复的研究进展等，从而为防治环境污染提供科学依据。     

处理含氮芳烃废水SBR生物反应器细菌多样性研究

为了研究处理含氮芳烃废水牛物反应器细菌多样性及含氮芳烃降解的微生物学机制.并为工艺改进提供依据,采集处理含氮芳烃废水生物反应器从启动到稳定高效运行过程中不同时期污泥样品进行PCR-DGGE分析.同时,从稳定运行期反应器污泥中富集培养了90株细菌,获得36株降解菌并对其中5株降解菌进行了芳烃双加氧酶活测试.结果表明,细菌种群结构自启动至稳定运行期变化明显,Acidobacteria(SBR1,SBR7)、Actinobacteria(SBR4)和a-Proteobacteria(SBR6)等类群细菌对含氮芳烃化合物降解可能起重要作用.小同研究微生物多样性方法存在各自倾向性,仅能反映细菌种群中的不同部分.在分离细菌中,Actinobacteria类群细菌为优势类群.通过对降解菌芳烃开环双加氧酶酶活分析,进一步了解了含氮芳烃在反应器内的降解机制.研究结果为含氮芳烃废水处理研究提供了一些有价值的参考依据,并丰富了含氮芳烃废水降解菌资源.     

生物堆修复多环芳烃类污染土壤研究进展及工业化应用初试

土壤的多环芳烃污染日益受到社会关注,经济有效的生物修复技术逐渐成为研究热点,生物堆即其中新兴的技术之一。本文先结合国内外运用生物堆技术修复多环芳烃污染土壤的案例,从生物堆技术简介、修复过程影响因子、修复过程机理简析等三个方面进行综合阐述。在此基础上于某工业污染场地现场建立处理能力为500m3的生物堆进行为期6个月的工业化应用初试。运行结束后,各采样点最终浓度均低于风险评估中所确定的修复目标值,土壤中2环至6环的PAHs降解率依次分别为78%,55%,45%,43%和22%。最后对该技术在"土十条"出台后的研究应用进行展望。     

微生物和酶在降解环境有机污染物中的应用

介绍了生物修复有机污染的土壤和水体的研究进展,对微生物和酶处理的技术进行了详细讨论。降解有机物的微生物以白腐真菌为代表,可有效降解多环芳烃;降解有机物的酶以过氧化物酶和水解酶为代表,分别能够降解芳香族化合物和有机农药。     

一株菲高效降解菌的环境适应性研究

生物降解是多环芳烃从环境中去除的主要途径,菲是一种典型的三环芳烃。本研究考察了一株能高效降解多环芳烃菲的鞘氨醇单胞菌GY2B在含河沙环境及不同盐度的人工海水环境中的生长特性与降解菲的情况。结果表明：河沙的加入对菌株GY2B的生长及其高效降解菲的性能均无明显影响,65 h可将起始浓度为100 mg/L的菲降解99.5%以上;而经过驯化后在添加85%人工海水的条件下该菌也仍可正常生长并高效降解菲,66 h可将起始浓度为100 mg/L的菲几乎完全降解。本研究结果可为菌株GY2B在受多环芳烃污染的河滩、河口及近海海洋环境修复中的应用提供参考依据。     

表面活性剂和多环芳烃的复合生态效应研究进展

简要论述了表面活性剂和多环芳烃在环境中的各自行为，包括表面活性剂的定义，分类和对难溶有机化合物的增溶作用机理，多环芳烃的产生途径和分布，表面活性剂和多环芳烃的危害及生物去除方式等，在此基础上着重探讨表面活性剂对多环芳烃生物去除的影响作用机理，阐述了影响表面活性剂和多环芳烃复合生态效应的各种因素及最新研究进展。对该领域需进一步研究的问题进行了展望。     

水-硅油双相系统筛选分离多环芳烃降解菌

利用水－硅油双相系统筛选，分离了3种多环芳烃的降解菌，对7种主要的多环芳烃进行了降解试验，结果表明从水－硅油双相系统筛出来的混合菌对多环芳烃降解效果较好，降解率随多环烃环数增加而递减。     

固相微萃取和固相萃取评价多环芳烃降解过程中的生物有效性变化

为了揭示多环芳烃(PAHs)降解过程中的生物有效性变化规律,应用PAHs降解菌剂对PAHs污染焦化厂土壤进行微生物修复,采用固相微萃取及固相萃取方法提取评价PAHs的生物有效性,分析降解率和生物有效性变化的差异及相关关系.结果表明,该焦化厂土壤中PAHs总量以低环PAH为主,微生物菌剂对土壤总PAHs降解率为68.3%;微生物作用后,孔隙水中PAHs的降低以3、4环为主,孔隙水中PAHs变化率普遍低于土壤中的降解率;Tenax-TA提取降解前后土壤中的PAHs,降解后3、4环PAHs的快速解吸组分降低,5、6环的快速解吸组分变化不大;土壤中PAHs降解量分别与PAHs孔隙水浓度和Tenax-TA快速提取量存在相关关系.以上结果表明可用PAHs孔隙水浓度以及Tenax-TA快速提取量预测微生物对土壤PAHs的降解,这为焦化厂土壤PAHs污染的修复提供了理论依据.     

微生物降解典型高分子量多环芳烃的研究进展

高分子量多环芳烃（high molecular weight polycyclic aromatic hydrocarbons,HMW-PAHs）属于持久性污染物,与低分子量多环芳烃（low molecular weight polycyclic aromatic hydrocarbons,LMW-PAHs）相比更难被降解.微生物修复是解决HMW-PAHs污染问题的有效手段.该文以2种典型HMW-PAHs——芘和苯并[a]芘为例,对影响其微生物降解效率的因素、提高降解率的强化手段和主要降解途径进行阐释,深入剖析微生物的降解调控机制,并对未来的研究和发展提出了展望,以期为微生物降解HMW-PAHs的相关研究提供参考.结果表明:①大多数微生物在中温、中性条件下对HMW-PAHs具有较好的降解性能,不同多环芳烃在降解过程中存在相互作用;②就HMW-PAHs的微生物强化降解手段而言,表面活性剂吐温80对降解的促进作用较为明显,生物炭是较为优良的固定化材料,在受体菌株中表达降解基因以构建基因工程菌是促进HMW-PAHs微生物降解的有效方式;③芘和苯并[a]芘主要通过K区氧化和LMW-PAHs途径降解;④由双加氧酶催化的羟基化是HMW-PAHs降解过程中的重要步骤;⑤多环芳烃的初始氧化过程也涉及细胞色素P450单加氧酶的活性.目前,基因工程菌的长效稳定性是限制相关技术广泛应用的瓶颈问题,未来需要综合多组学数据从基因、转录、蛋白和代谢水平对HMW-PAHs的微生物降解机制进行全面、深入地解析,为构建高效稳定的重组菌株提供理论支撑.      

木质素降解酶研究进展与外生菌根真菌

综述了木质素降解酶系统的组成、分子生物学研究和主要影响因子的研究进展,以及国内外在外生菌根真菌产木质素降解酶方面的研究,阐述了其在有机污染土壤修复中的优势。木质素降解酶系统能够降解多环芳烃、氯代芳烃、硝基有机物和染料等多种环境污染物。许多外生菌根真菌都具有木质素降解酶系统。     

多环芳烃污染土壤的生物泥浆法修复

通过小型泥浆反应器的运行,确定了生物泥浆法修复多环芳烃污染土壤的温度、水土比和通气量参数.采用2:1的水土比,控制温度、通气量分别为20℃～25℃,60L/h可以达到较好的修复效果.用从污染土壤中分离出的真菌在纯培养条件下对多环芳烃进行降解,经34d的培养,镰刀菌对芘和苯并蒽的降解率为90%和33.3%,毛霉可以分别降解81.5%和49.2%,青霉可以分别降解52%和46%.     

生物炭固定化多环芳烃高效降解菌剂的制备及稳定性

高效多环芳烃降解微生物在污染环境中存活并保持一定生物量是实现生物强化修复的前提.本研究通过优选生物炭,优化生物炭固定化多环芳烃高效降解菌Martelella sp.AD-3的制备条件以及评估生物炭固定化菌剂的稳定性,期望获得具有应用前景的生物材料.结果显示,稻壳生物炭比表面积及孔隙大、Zeta电位高、固定化菌剂去除效果好,选择其作为固定化AD-3菌的载体.电镜观察及固定化菌剂对菲的去除率表明,固定化培养基为3% LB,接种量为2.9×10⁸ CFU·mL^-1,固定2 d时,稻壳固定化菌剂负载AD-3量最多,对菲的去除速率可达8.08 mg·L^-1·h^-1.室温保存21 d后,稻壳生物炭固定化菌剂对菲的去除速率仍达到4.46 mg·L^-1·h^-1,表明稻壳生物炭固定化AD-3菌不仅保持了菌对菲的高效降解能力,而且延长了降解微生物的保存时间,这为多环芳烃污染土壤修复提供了良好的生物修复功能材料.     

生物堆修复城市多环芳烃污染土壤的调控研究

土壤多环芳烃(PAHs)污染已成为一种严重的全球性城市环境问题。以通风时间、绿肥、无机营养剂和疏松剂含量为调控因素,利用现场规模的正交试验进行了生物堆修复城市多环芳烃污染土壤的调控研究。结果表明,所有生物堆处理对土壤PAHs的去除均有一定促进作用,75 d时平均降解率为30.63%~80.41%,且深层土壤降解率比表层土壤高8.55%;运行期间各调控因素对不同深度土壤PAHs降解的影响程度和作用规律各不相同,其中通风时间始终是主导因素,且通风时间越长,降解效果越好;生物堆的最佳运行条件总体上为通风时间3 h、绿肥3.5%、营养剂0.2%、疏松剂18%(表层土壤)或14%(深层土壤)。因此,利用生物堆修复城市PAHs污染土壤是有效的,且增加通风时间是提高其修复效率的优先调控方式。     

青顶拟多孔菌对单一和复合多环芳烃的降解特性

利用中国东北林区普遍存在白腐菌——青顶拟多孔菌,降解单一和复合多环芳烃,分别测定了菲、蒽、芘于11,22,33d的累积降解率.结果显示,对于单一多环芳烃,该菌种降解能力由强到弱依次为菲>蒽>芘,33d累积降解率依次为96.56%、94.76%和57.53%;对复合多环芳烃降解中,菲和芘的累积降解率分别为99.46%和61.09%.在复合多环芳烃的降解研究中发现,少量蒽的加入,刺激了菌种对菲和芘的降解,使菲和芘的降解率分别提高了2.9%和3.56%.由此提示,在研究降解高环、难降解多环芳烃时,可利用低环多环芳烃对菌种的刺激作用,在体系内形成高、低环多环芳烃的共代谢,以达到更加高效降解多环芳烃的目的.