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.      

光照条件下冰相中激发三线态溶解性有机物的生成及其对三甲基苯酚的光敏化降解作用

选用两种天然有机物Upper Mississippi River NOM（UMRNOM）和Suwannee River NOM（SRNOM）作为光敏化剂,以500 W高压汞灯模拟太阳光照,用2,4,6-三甲基苯酚（TMP）作为探针,进行光解实验.考察了TMP是否可以作为冰相中激发三线态溶解性有机物（³DOM^*）的探针,以及溶解性有机碳（DOC）浓度、pH值和溶解氧含量对光反应生成³DOM^*的影响.结果表明,TMP的直接光降解和单线态氧（¹O₂）、羟基自由基（?OH）对TMP检测³DOM^*的影响可以忽略,TMP可以作为冰冻样品中³DOM^*的探针.UMRNOM的荧光强度和光化学活性低于SRNOM,在光反应中³DOM^*的生成量低.两种DOM的SUVA₂₅₄、E₂/E₃和荧光指数均与pH没有相关性,产生的³DOM^*也与pH不相关. ³DOM^*生成量随着DOC 浓度的增加而增加,单位DOC的³DOM^*生成量随着浓度的增加而减少.此外,充入氮气的样品中TMP的降解速率比空气饱和样品分别高13.15%和16.43%.     

冰体融化过程中三线态溶解性有机物的释放规律

以辽宁省沈阳市的浑河河水(HR)和丁香湖湖水(DXL)作为研究对象,通过淋溶实验和室内模拟光解实验,选用2,4,6-三甲基苯酚(TMP)作为三线态溶解性有机物(³DOM~*)的探针,考察了不同温度条件下冰体融化时溶解性有机物(DOM)的光谱学特性变化,以及DOM、荧光物质和³DOM~*的释放规律。结果表明：融化温度越低,HR与DXL 2种水样的SUVA₂₅₄、E₂/E₃均显著增加,且DXL水样表现出的增加更为明显。HR和DXL水样中均包含类富里酸类物质、类腐植酸类物质,HR样品中还含有类芳香族蛋白类物质。冻结温度相同,融化温度越低,荧光物质从样品中析出得越规律,呈逐渐减少的趋势。融化温度越低,³DOM~*的释放越规律,且HR表现得尤为明显,HR融化初期³DOM~*的稳态浓度是原始水样的4.1倍。