微生物降解多环芳烃有机污染物分子遗传学研究进展

多环芳烃是环境中广泛存在的一类难降解危险性致癌污染物 ,微生物酶在降解转化多环芳烃的过程及其归趋中起着重要作用。本文就微生物降解多环芳烃代谢途径的多样性和分子遗传学机制的研究进展进行了综述     

降解菌对堆肥中多环芳烃降解作用的研究

通过在堆肥中加人经过驯化的降解菌这种土壤有机污染生物修复技术，对堆肥中多环芳烃的浓度变化进行监测，从而了解降解菌对堆肥中多环芳烃的降解作用。实验结果表明，降解菌的加人能明显地提高多环芳烃的降解率，本次实验中，菲、芴的去除率提高了25％左右，芘的去除率提高了约45％。     

降解菌对堆肥中多环芳烃降解作用的研究

通过在堆肥中加入经过驯化的降解菌这种土壤有机污染生物修复技术 ,对堆肥中多环芳烃的浓度变化进行监测 ,从而了解降解菌对堆肥中多环芳烃的降解作用。实验结果表明 ,降解菌的加入能明显地提高多环芳烃的降解率 ,本次实验中 ,菲、芴的去除率提高了 2 5 %左右 ,芘的去除率提高了约 4 5 %。     

微生物降解土壤中石油污染物的研究进展

石油的开采、加工、输送及使用过程中，对大气、土壤、水体带来了严重污染，目前在利用微生物降解石油污染物的研究已有很多，并筛选出许多可降解石油污染物的细菌和真菌，这些菌株在降解过程中，主要受营养元素和表面活性的影响，特别是在多环芳烃的微生物降解方面，因此，针对国内外在石油污染物生物降解方面的研究成果进行了综述及展望。     

木糖氧化无色杆菌及混合菌群对多环芳烃的降解特性

采用木糖氧化无色杆菌及混合菌降解水中多环芳烃。考察了木糖氧化无色杆菌的降解广谱性及其对多环芳烃混合底物的降解,特别考察了混合菌对具有弱致癌性的■(Chrysene)的降解特性。结果表明,木糖氧化无色杆菌具有较宽的降解谱,对多环芳烃混合底物具有良好降解特性。当蒽、菲、芘和■4种PAHs共存时,木糖氧化无色杆菌对蒽、菲、芘和■的降解效率分别达83%、66%、85%和80%。与单一木糖氧化无色杆菌相比,混合菌对的降解效率较高。尖镰孢菌与木糖氧化无色杆菌、茄镰孢菌与木糖氧化无色杆菌和3株菌同时共存时,■的降解效率分别达87%、88%和86%。     

固废拆解场污染土壤中多环芳烃降解菌的筛选鉴定与降解特性

以腐植酸(HA)溶液为吸附剂、从受多环芳烃污染的土壤中分离出来的降解菌制成为生物修复剂,以多环芳烃(PAHs)萘、菲、芘、荧蒽、苯并蒽、苯并芘为土壤污染物,对PAHs污染土壤进行修复实验。目的是筛选与分离吸附于HA的PAHs降解菌,研究HA与降解菌的协同效应对PAHs的降解效率的影响。用经过HA吸附的PAHs富集分离培养出1株高效降解菌株,命名为Tzyx3,鉴定其为解脂耶氏酵母菌(Yarrowia lipolytica)。15 d后,土壤中萘、菲、芘、荧蒽、苯并蒽、苯并芘的降解率分别为90.7%、91.0%、74.7%、86.9%、84.7%和74.7%,表明Tzyx3和HA在PAHs污染土壤中存在协作关系,Tzyx3能够直接利用HA对土壤中的多环芳烃进行降解。     

产漆酶食用菌的粗酶液对多环芳烃降解研究

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,可以降解多种有机污染物,其中包括多环芳烃。但是由于纯漆酶的价格昂贵,限制了在环境修复中的应用。采用液态和固态2种方式培养了食用菌Pleurotus ostreatus和Coprinus comatus,并考察了固态培养的粗酶液对多环芳烃的降解和去毒能力,结果发现2种真菌均可产漆酶,但不产木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶,其中固态培养的漆酶产量高于液态培养,且C.comatus的漆酶产量大于P.ostreatus。2种真菌固态培养的粗酶液对多环芳烃均有一定的降解和去毒作用,且P.ostreatus粗酶液的漆酶活性虽然较低,但是对多环芳烃降解率和去毒效果却优于C.comatus,这可能是P.ostreatus的粗酶液中含有较多的调节物质造成的。P.ostreatus的固态发酵粗酶液对蒽、苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苊等均有较高的降解率(50%以上),但是对生物有效性高的萘的降解率却较低,这种降解特征可能与底物的电离势大小有关。     

一株多环芳烃降解菌的筛选及其降解特性

微生物修复是治理土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)污染的主要方法,而高效降解菌筛选是微生物修复技术的重要基础。从北京焦化厂土壤中筛选分离得到一株PAHs降解菌Q3,通过生理生化和16S rDNA等分析手段鉴定其为Rhodococcus rhodochrous。结果表明:该菌株对芘的耐受能力较强,可降解初始浓度为200 mg·L~(-1)的芘;该菌株具有降解广谱性,可利用苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]苝等9种PAHs为唯一碳源进行代谢,特别是对苯并[a]芘等高环PAHs具有较好的降解效果;此外,该菌株可有效降解模拟液中的混合PAHs,并且对野外被PAHs长期污染的土壤具有较好的强化修复效果。投加菌株处理后的处理组与对照组相比,土壤PAHs总去除率提高了24%。以上结果表明该菌株对环境中被PAHs污染的土壤具有较好的强化修复潜力,可为PAHs污染土壤的微生物修复技术提供技术参考。     

高效联苯降解菌的筛选及其特性

焦化废水属高浓度难降解工业有机废水,其中所含的多环芳烃属难降解有机物,且对环境产生毒害作用。为探索生物强化技术去除焦化废水中多环芳烃类化合物,采用选择性培养和多级富集的方法,以联苯为模型化合物,并作为惟一碳源,从焦化厂废水和污泥中分离和筛选得到6株联苯降解菌。通过逐渐提高底物浓度的方法驯化菌株后,从中筛选出降解效率最高的联苯降解菌株WIS-01,在此基础上进行菌属鉴定、细菌生长情况及联苯降解性能的研究。实验结果表明,3 d内菌株WIS-01对联苯的降解率可达99%以上,可耐受联苯的最高质量浓度为2 g/L。通过形态学、生理生化鉴定和16S rDNA序列比对分析,确定菌株WIS-01属于假单胞菌属,同源性达95%,命名为Pseudomonas sp.WIS-01。     

耐受重金属的芘降解真菌的筛选及芘降解动力学研究

为了提高复合污染土壤修复的微生物资源的丰富度,为混合菌群修复污染土壤积累资料,利用多环芳烃-重金属双抗培养基在污染土壤中筛选得到一株对Cu和Cd有高耐受性的芘降解真菌,经分子生物学鉴定为米曲霉。探究了米曲霉对芘污染水体的降解效果及对重金属Cu和Cd的耐受程度,利用缺乏生长基质的毒性抑制动力学模型对芘单基质降解过程进行了拟合,以期为后续共代谢、固定化的研究及实际工程应用提供一定的理论支撑。结果表明:(1)米曲霉以芘为单基质代谢时,降解率为33%;(2)米曲霉对重金属Cu和Cd的耐受浓度分别为500 mg/L和50 mg/L,分别高出国家土壤重金属二级标准5倍和83倍;(3)米曲霉对单基质芘的降解符合Crridle提出的毒性抑制动力学简化模型Sc=Sc0·Tb*cX0(1-e-bt)(R2=0.9237)。芘初始浓度Sc0=80 mg/L,米曲霉投加量X0=85 mg/L时,数值拟合得到内源呼吸常数b=0.027,生物转化量Tb*c=0.2875。该米曲霉对单基质芘及重金属Cu和Cd表现出一定的降解性能及耐受性能,故可经过适当强化后作为多环芳烃-重金属污染土壤的微生物修复菌种。     

土壤中多环芳烃菲的自然降解特性

自然降解是去除环境中有机污染物的一种重要手段。为了解土壤中多环芳烃的自然降解规律,选择陕北风沙滩地区风积砂为典型土壤,多环芳烃菲为典型污染质,探讨了菲在风积砂中的自然降解规律;建立了菲的降解动力学模型;进一步考察了污染浓度、温度、pH值、含氧量等环境因素对降解的影响。结果表明,风积砂中菲的自然降解符合准一级反应动力学,降解半衰期为17 d;菲的降解率与生物量呈正相关;污染浓度对菲的自然降解影响不显著;25~35℃、中性条件能够促进风积砂中菲的降解;好氧微生物是降解的关键,氧的存在对于土壤中菲的降解具有重要的作用。     

降解菌ZQ5与紫茉莉对芘污染土壤的联合修复

在温室盆栽条件下,通过单独种植紫茉莉、单独接种多环芳烃(PAHs)模式化合物芘的专性降解菌ZQ5和两者的联合修复的3种处理,对芘污染土壤的修复效果进行了研究。结果表明,经90 d修复后,植物-微生物联合修复可将人工污染土壤中的芘降解81.1%,将石油污染土壤中的芘降解50.3%,其修复效率明显高于其他2种处理,是紫茉莉修复的1.98倍,是降解菌ZQ5修复的1.39倍。ZQ5的不同接菌量对于修复60 d后的降解率影响不大。外源生物修复条件下,10～20 cm土壤的修复效率要高于5 cm土壤;自然降解条件下,5 cm土层降解率略高于其他土层。     

添加剂对堆肥降解多环芳烃的影响

为了研究多环芳烃(PAHs)污染土壤堆肥修复的加速机制,在人工控温的堆肥装置中以芘、菲和芴为研究对象,采用室内模拟实验的方式研究了添加硫酸钙、过磷酸钙、草炭、竹炭、十二烷基硫酸钠(K12)和十二烷基苯磺酸钠(SD-BS)等对锯末高温堆肥降解污染土壤PAHs的影响。研究结果表明,生物堆肥可以有效的去除土壤中PAHs,堆肥7周后所有处理下芘、菲和芴的降解率基本达到80%以上。不同添加剂处理下芘、菲和芴降解率不同,尤其是添加草炭和竹炭处理中芴和菲在第4周的时候就取得90%以上的降解率,芘在第6周也取得80%以上的降解率,而且氮素的损失率也分别下降了42.6%和36.09%,比其他处理的PAHs降解率和保氮效果都要好。分析其原因,一方面可能是添加不同添加剂对堆肥过程中pH值、有机质(SOM)、总氮(TN)和过氧化氢酶(CAT)都有一定的影响,提高了土壤微生物的活性;另一方面可能是由于草炭和竹炭对氨有良好的吸附性,具有良好的保氮效果,同时也能改善了微生物和目标化合物的接触方式,从而提高了PAHs的降解率。     

一株芴降解菌的分离鉴定及其对多环芳烃的降解广谱性研究

从某焦化厂活性污泥中筛选出一株芴的优势降解菌株W-1,经形态学观察、生理生化实验和16S rDNA基因序列分析,确定W-1为粪产碱杆菌.在接种量10%(V/V),初始芴浓度40 mg/L,pH 7.0,温度30℃的条件下,接种培养11 d后,菌株W-1对芴的降解效率达到87.8%.菌株W-1对多环芳烃的降解具有广谱性,...     

人工湿地处理系统中多环芳烃的行为

采用Oasis HLB柱固相萃取的前处理技术,以气相色谱质谱联用仪(GC/MS)的分析方法,对我国北方永定河上游黑土洼人工湿地中多环芳烃污染的特征以及分布规律进行了研究.结果表明,该湿地系统以低环数多环芳烃污染为主,其中浓度最高的是菲和蒽,未检出高环数(5环、6环)多环芳烃.通过比较进水和出水的浓度,湿地系统总体上不能有效去除进水中的多环芳烃.但是比较不同工艺单元进出水浓度,复氧、植物根系及微生物等均影响到多环芳烃的去除效果,去除率在28%～65%之间.     

人工湿地处理系统中多环芳烃的行为

采用Oasis HLB柱固相萃取的前处理技术,以气相色谱质谱联用仪（GC/MS）的分析方法,对我国北方永定河上游黑土洼人工湿地中多环芳烃污染的特征以及分布规律进行了研究.结果表明,该湿地系统以低环数多环芳烃污染为主,其中浓度最高的是菲和蒽,未检出高环数（5环、6环）多环芳烃.通过比较进水和出水的浓度,湿地系统总体上不能有效去除进水中的多环芳烃.但是比较不同工艺单元进出水浓度,复氧、植物根系及微生物等均影响到多环芳烃的去除效果,去除率在28%～65%之间.     

土壤中异黄酮植物雌激素降解体系的研究

利用睾丸酮丛毛单胞菌(菌株C.test十act5)具有消化多环芳烃类化合物这一特性,以异黄酮植物雌激素为底物筛选菌株C.test+act5降解雌激素的培养条件,使异黄酮植物雌激素在土壤中的含量相对降低,以期为高效降解环境中激素类物质奠定基础.结果表明:菌株C.test+act5降解异黄酮植物雌激素的最适质量浓度为100～200 μg/mL,最适温度为30℃,最适pH为6.0;在此条件下,降解48 h时的降解率达85％左右,72 h后几乎完全被降解.     

紫外光(UV)光解油田采出水中多环芳烃

为了探讨紫外光光解人工模拟油田采出水中多环芳烃的降解效率,利用自制反应装置对油田采出水中多环芳烃(PAHs)的紫外光光解做了一个初步研究。研究结果证明,紫外光光解对油田采出水中的多环芳烃萘和芴有显著的降解能力。实验室的测试表明,与紫外UVA(365 nm)、UVB(308 nm)的光照相比,紫外UVC(254 nm)在光照60 min的条件下,2种多环芳烃各自的去除率都近似达到了99%。可见,在光解效力和暴露时间两方面,紫外UVC对采出水中萘和芴的去除具有相对稳定和比较高的效率。     

生物因素对土壤中多环芳烃的降解机制

在温室内采用盆栽试验法,以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和蚯蚓(Pheretima sp.)为试验材料,以菲、芘为多环芳烃(PAHs)代表,在不同初始浓度下,测定试验70d后8种不同处理方式下土壤、蚯蚓和植物体内菲、芘浓度,研究生物因素对土壤中PAHs的降解机制。结果表明:(1)非生物土壤系统对PAHs有微弱的降解作用;(2)各生物因素在不同程度上促进了土壤中PAHs的降解;(3)植物-动物-微生物土壤系统对PAHs的降解当量最大,明显高于其他土壤系统;(4)不同因素的降解当量不同,其中植物和蚯蚓本身直接作用的降解当量甚微,植物-微生物交互作用最大,微生物次之;(5)不同因素和生物土壤系统对土壤中芘的降解当量均高于菲。因此,增加生物因素的种类和数量,特别是微生物,可促进PAHs的降解,对分子量大、结构复杂的有机物作用更显著。     

六氯苯微生物降解研究进展

微生物降解已经成为当前六氯苯环境污染治理研究的重点和前沿。介绍了六氯苯的结构、物理化学性质、来源及其危害,分析了其微生物降解的可行性,从降解菌群的来源、降解途径及降解的影响因素等方面,对六氯苯的微生物好氧降解和厌氧降解进行了系统地归纳和总结,同时对今后六氯苯微生物降解的研究方向进行了展望。