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。     

土壤中PAHs的污染现状及修复对策

概述了我国土壤受多环芳烃(PAHs)污染的水平及多环芳烃(PAHs)的分布特点:①我国土壤已普遍受到多环芳烃(PAHs)的污染,但大多是中低污染水平;②北京、上海、大连、天津等地土壤受多环芳烃(PAHs)污染较为严重,属严重污染水平,存在较大的生态风险;③在同一个研究区,农村、郊区、城区土壤中多环芳烃(PAHs)的污染逐渐加重,而且不同土壤利用下多环芳烃(PAHs)的污染也存在差异。总结了受多环芳烃(PAHs)污染土壤的修复对策:植物修复;微生物修复;植物-微生物联合修复。植物-微生物联合修复的效率较高。     

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。     

多环芳烃污染农田土壤生态修复标准研究——辽宁省地方标准(DB 21/T 2274-2014)的建立及其依据

为指导正确评价多环芳烃污染农田土壤生态修复效果及环境风险,根据辽宁省农田土壤多环芳烃污染状况、多环芳烃污染农田土壤生态修复技术特点,参考国内外相关标准,应用生态风险模型,建立辽宁省地方标准(DB 21/T 2274-2014)——多环芳烃污染农田土壤生态修复标准,提出了生态修复完成后农田土壤中总多环芳烃浓度和苯并[a]芘环境当量总浓度限值。主要内容为:生态修复完成后农田土壤中总多环芳烃浓度低于2 mg/kg,生态修复完成后农田土壤中苯并[a]芘环境当量总浓度低于0.53 mg/kg。     

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。     

成晶节杆菌NT16和共生芽孢杆菌NG16联合代谢1-萘酚的特性

1-萘酚是多环芳烃降解过程中极易积累的典型含氧多环芳烃,其难降解、毒性大,直接影响多环芳烃污染环境的修复效果.为探究微生物联合代谢1-萘酚的特性,以前期从含氧多环芳烃污染土壤中分离出的两种共生菌株——成晶节杆菌NT16和芽孢杆菌NG16为受试菌株,结合HPLC、TOC、GC-MS等测定方法进行降解特性的测定.结果表明,NT16菌和NG16菌均能以1-萘酚为唯一碳源和能源生长,两种菌株联合代谢比NT16菌、NG16菌单独降解1-萘酚的生长量分别高2.758×10~9 cfu·mL~(-1)和1.4×10~9 cfu·mL~(-1),对1-萘酚的降解率可提高20%,使体系中TOC值加速降低.NT16菌和NG16菌联合代谢1-萘酚可按照两个途径进行,其一,1-萘酚羟化后开环,进入邻苯二甲酸代谢途径.NT16菌更易进入该途径,而NG16菌则不易通过该途径降解1-萘酚;其二,1-萘酚羟化后开环,进入苯丙酸代谢途径.NG16菌迅速将1-萘酚降解为对羟基苯乙酸,其在降解体系中积累,NT16菌无法高效降解1-萘酚却能够降解对羟基苯乙酸至较短烷基链的小分子化合物.该研究结果将为含氧多环芳烃污染环境实际修复中微生物群落协同作用降解污染物奠定基础.     

细菌在多环芳烃降解中的应用及修复增效策略

多环芳烃是一类在环境中普遍存在并难以消除的有机污染物，因其“三致”效应被广泛关注。利用细菌代谢芳烃化合物的生物修复是目前解决多环芳烃污染的常用方案之一。文章对多环芳烃降解细菌及其特点，降解分子机制，生物修复增强策略以及组学在多环芳烃生物修复研究中的应用进行了综述，并对细菌降解多环芳烃研究中的局限和未来发展方向进行了思考，以期为细菌降解多环芳烃提供更多的理论参考。     

氯代硝基苯降解菌Comamonas sp.strain CNB-1对污染土壤生物修复作用的研究

硝基取代芳烃化合物是一类重要的环境污染物,利用微生物降解作用修复被污染的土壤、清除环境中的污染物等具有重要的现实意义(Peres et al.,2000).利用从污水处理厂分离的一株降解氯代硝基苯的丛毛单胞菌(Comamonas sp.)菌株CNB-l进行了消除土壤中氯代硝基苯的试验研究.传统的菌落计数方法和针对氯代硝基苯降解酶基因的竞争性定量PCR技术监测结果表明,菌株CNB-1有效地在土壤中定值和存活,其细胞数量与污染物浓度具有显著的相关性,并能够在2 d时间内完全清除土壤中2 μg·g-1的氯代硝基苯.利用PCR-DGGE技术对土壤中的微生物群落检测,结果表明,存在污染物氯代硝基苯时可以明显检测到加入的菌株CNB-1的特征性条带,加入菌株CNB-1对土壤中原来微生物群落的影响不大.结论:菌株CNB-1在硝基芳烃污染土壤的生物修复中可能具有良好的应用前景.     

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。     

多环芳烃对环境的污染分析研究

针对多环芳烃对环境的污染分析问题,文中首先介绍了多环芳烃,它是人类生活中经常接触到的有机化合物,由于科学的发展,多环芳烃在环境中的量变对人类产生了影响,本文介绍了环境中多环芳烃的污染来源,探讨了多环芳烃对环境的影响,主要探讨了多环芳烃对大气环境的影响、多环芳烃对水环境的影响和多环芳烃对土壤的影响,分析了其对大气环境、水环境以及土壤的影响,并提出了减少多环芳烃的途径和方法。如微生物降解法、吸附法和光解法。     

一株含油污泥多环芳烃降解菌的分离鉴定和降解特性

含油污泥中的高浓度多环芳烃对生态环境稳定和人体健康具有显著危害。然而,关于其中的多环芳烃降解菌的认识并不充分。本研究采用富集培养方法从典型含油污泥样品中分离得到一株多环芳烃降解菌W13020。采用16S r RNA基因序列和生理生化方法对其进行鉴定,结果显示该菌株为嗜麦芽寡养单胞菌Stenotrophomonas maltophilia。该菌株可以利用石油烃、多环芳烃萘、菲、蒽和芘为唯一碳源和能源生长,对萘、蒽、菲和芘的15d降解率分别为72.1±3.7%、45.1±15.6%、42.2±5.2%和31.2±9.0%,说明该菌具有较好的多环芳烃降解能力。     

高效降解苯并芘假单胞菌的分离、鉴定与应用

多环芳烃(PAHs)是对一类自然界中普遍存在的芳香族化合物的总称,通常由2～7个芳香环构成。随着人类社会的不断发展,各种废气污染物的排放有增无减,已经超过了环境自身的修复净化能力,造成了PAHs的逐年蓄积。生物降解已成为消除环境中PAHs污染物的理想方法,也是目前最具有潜力的土壤修复技术。该研究从湖北黄石东钢某焦化厂土样中,分离出1株能利用并降解3,4-苯并芘,可用于环境中3,4-苯并芘污染的降解处理的菌株(命名为BaP3),经鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。通过该研究,初步探明了BaP3菌株对3,4-苯并芘的降解能力,为下一步研究其在降解PAHs过程中的催化酶、降解相关基因、降解机理以及代谢途径等做了铺垫,也有助于后续对菌株进行定向的进化改造,以期能够实现更强的降解能力。     

固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的研究进展

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类典型有机污染物,绿色修复PAHs污染土壤已成为国内外环境和土壤界共同关注的热点问题之一.作为一种新型的微生物修复技术,固定化微生物修复有机污染土壤正受到越来越多的关注,国内外相关研究刚刚开始.本文重点评述了近几年国内外有关固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的最新进展,总结了固定化微生物技术的修复原理、微生物固定化载体的选择、高效降解菌的筛选、固定化方法及影响因素等方面,并提出今后的发展方向,为我国开展固定化微生物技术修复有机污染土壤的研究提供参考.     

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.     

1株筛自柴油污染土壤的铜绿假单胞菌对萘的降解特性研究

从柴油污染土壤中筛选分离出1株萘降解菌HD-5,经16S r DNA序列分析鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),对功能基因进行PCR扩增证实该菌株中含有萘双加氧酶基因nah.采用生物强化、生物刺激以及二者相结合的方式修复萘含量为0.5%的自配污染土壤,综合比较了在不同修复方式下土壤中萘的降解率,修复过程中土壤FDA水解酶活和脱氢酶活的变化,以及运用定量PCR的方法动态分析了总细菌基因拷贝数和nah基因拷贝数.结果表明,在生物强化(B)、生物刺激(S)以及生物强化与生物刺激相结合(BS)这3种修复方式下,31 d后萘去除率分别为71.94%、62.22%和83.14%,BS组在修复过程中土壤FDA水解酶活和脱氢酶活明显高于另外两组,31 d后BS组土壤中总细菌基因拷贝数和nah基因拷贝数分别增长了约2.67×1011g-1和8.67×108g-1.上述研究结果表明筛选得到的萘降解菌株在土壤中具有良好的定植特性,在生物刺激与该降解菌株的共同作用下,可以有效地实现土壤中萘降解,这对此类污染生物修复过程研究具有一定的指导意义.     

难降解多环芳烃污染土壤的机械力化学修复

利用机械力化学法修复多环芳烃污染土壤,以四环芳烃芘为代表污染物,研究了球磨时间和球磨转速对土壤中芘去除率的影响。当球磨时间为6 h,球磨速度为500 r/min时,土壤中芘去除率为93.78%。利用SiO₂作为模拟土壤,通过对球磨前后模拟土壤的GC-MS、红外光谱和拉曼光谱分析,探索芘的降解途径和机理。机械力化学修复过程中,芘的苯环被破坏,部分中间产物为环数较少的多环芳烃(PAHs)、碳链较短的烷烃,还有部分被碳化成石墨和不定形碳。利用机械力化学法对实际污染土壤进行修复,修复后土壤中芘和荧蒽浓度分别为21.45,35.68 mg/kg。机械力化学法修复多环芳烃污染土壤具有可行性和广泛的应用前景。     

砷胁迫下石油烃降解菌的分离、鉴定及其降解特性

以湖北省某砷-石油烃复合污染场地的土壤为研究对象，分离纯化砷胁迫下石油烃降解菌，采用16S rDNA测序技术进行菌种鉴定，分析降解菌的生长特性与降解特征，验证降解菌对复合污染土壤的实际修复效果。结果表明：从耐As高效石油烃降解菌株系列中筛选出菌株JYZ-03,其鉴定结果为不动杆菌(Acinetobacter sp.);菌株JYZ-03最佳生长和降解条件为pH=7、温度30℃、盐度0.1%和初始接种量2%;此条件下菌株JYZ-03对石油烃的降解效率为84.05%,对石油烃各组分降解能力存在差异，难易程度表现为长链烷(C26—C38)>多环芳烃>支链烷烃>中长碳链烷烃(C11—C25),石油烃降解效果显著，具有较好的实际修复效果。该研究丰富了石油烃污染修复功能菌株库，可为复合污染场地修复提供更多选择。     

1株铜绿假单胞菌对芘的降解特性及代谢途径

多环芳烃（PAHs）因其具有"三致"作用对生态系统产生潜在威胁.微生物降解是多环芳烃降解的主要途径之一,筛选出能高效降解多环芳烃的菌株是微生物修复技术的关键.本文采用富集培养的方法从多环芳烃污染的污泥中分离到1株以芘为唯一碳源的菌株LX2,经形态观察、生理生化和16S rDNA鉴定,LX2属于铜绿假单胞菌（Pseudomonas sp.LX2）.菌株在含芘浓度为50 mg·L^-1的无机盐液体培养基中培养21 d对芘的降解效率达32.1%.经GC-MS分析发现,Pseudomonas sp.LX2降解芘的中间代谢产物主要有4,5-二氢芘、2''-羟基苯丙酮、苯酚、原儿茶酚.基于鉴定的代谢产物得出芘通过"萘"和"邻苯二甲酸"两种不同的途径被铜绿假单胞菌（Pseudomonas sp.LX2）降解.     

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。     

苜蓿对多环芳烃菲污染土壤的修复作用研究

采用盆栽试验方法,研究了苜蓿(Medicago sativa L.)对多环芳烃菲污染土壤的修复作用.结果表明,多环芳烃菲对苜蓿的生长具有抑制作用,土壤中菲初始浓度越高抑制作用越明显.445.22 mg/kg条件下苜蓿茎叶和根的生物量最小,仅为无污染对照土壤的57.31%和31.20%.经过60 d的修复试验,苜蓿能够明显促进土壤中菲的降解.根际和非根际土壤中菲的去除率分别为85.68%～91.40%和75.25%～86.61%.同处理中根际土壤中菲残留浓度低于非根际土壤,而脱氢酶活性高于非根际土壤.无论是在非根际还是根际土壤中随着菲初始浓度增大,菲降解率和脱氢酶活性降低.脱氢酶活性与降解率的关系表明,脱氢酶活性与菲降解率显著正相关.所以植物根系的存在能够有效促进土壤中多环芳烃菲的降解.