合成有机物结构—生物降解性关系的研究

本文综述了合成有机物生物降解性的研究方法，以及定性结构－生物降解性关系（ＳＢＲ），重点综述了芳香类化合物的结构与生物降解性的关系，研究这一关系有助于有毒化学品生物降解性的预测。     

合成有机化合物的生物降解性研究

合成有机化合物的生物降解性研究,为预测各类化合物在环境中的滞留与影响,为某些化合物的生产、实用及向环境中排放提供立法的依据,以及对开发更有效的生物处理技术均有重要意义。本文从合成有机化合物生物降解性研究的意义、研究方法、化合物化学组成和结构与生物降解性的关系等方面,介绍了国内外研究工作的进展情况,并对苯及烷基苯类、芳香酸及其脂类、酚类、含氯有机物和含氮芳香化合物的生物降解规律和降解途径进行了综述。     

拓扑指数在定量结构生物降解性关系中的应用

本文采用二氧化碳生成量实验，对训练组有机物，利用逐步回归分析程序，从计算和十四种分子连接性指数中筛选出与生物降解性最为相关的分子结构描述参数，建立定量结构－生物降解性关系模型，其相关系数为０．９３１，利用该模型对预测组质的预测结果表明，此模型对芳香化合物的好氧生物降解性具有良好的预测能力，其正确预测率达８３．３％。     

有机物生物降解极限浓度的探讨

讨论了有关有机物生物降解极限浓度（Smin)的定义，介绍了热力学测定方法、动力学测定方法和扩散测定方法等3种测定极限浓度的方法。正确测定有机物生物降解极限浓度对开发微量有机物生物高度净化新技术，寻求提高现有生物处理技术净化效果的途径，污染环境的修复等都具有极其重要的意义。     

酚类化合物的三维-定量结构与生物降解性关系(3D-QSBR)

利用比较分子场分析法(CoMFA)研究了32种酚类化合物的生物降解性与其结构间的三维定量关系,并利用分子场聚焦(Region Focus)和调整网格大小对模型进行改善,得到具有较强预测能力的3D-QSBR 模型.结果表明:进行分子场聚焦和减小网格步长(Grid Spacing)均可改善模型质量,得到的最佳模型主成分数为4,交叉验证相关系数Q2为0.587,复相关系数R2为0.917,F值为57.654.     

取代苯甲酸在江水中的生物降解性及QSBR研究

以松花江水作为微生物源，采用摇瓶法研究了取代苯甲酸的生物降解动力学。高效液相色谱测定了取代苯甲酸浓度随时间变化曲线，得到一级生物降解动力学常数K和降解半衰期t1/2。取代基对降解速度的影响依次为：硝基＞氯代＞氨基；对于同一种取代基，邻位＞对位≈间位。逐步回归分析表明，表征位阻效应的参数MW与表征电性效应的参数pKa相结合，能够较好地拟合取代苯甲酸的生物降解速率常数。同时考察了pH变化对苯甲酸生物降解的影响。     

基于区间活性数据的定量结构-活性关系

利用贝叶斯统计方法构建了基于区间活性数据的取代苯胺和苯酚类化合物对大型溞(Daphniamagna)24 h急性毒性的定量结构-活性关系模型,并与基于平均数和中位数的点估计活性数据的定量结构-活性关系模型进行了比较.结果表明,前者可以充分利用化合物的活性数据信息,模型具有更好的拟合效果与预测能力以及较宽的应用范围.基于区间活性数据的定量结构-活性关系模型可为生态风险评价等提供更加可靠的预测数据.     

基于甲烷氧化菌的难降解有机物生物降解研究进展

难降解有机物具有毒性大、成分复杂和长期残留性等特点,易在环境中大量积累,会对生物体产生三致作用,对环境造成严重破坏.研究表明甲烷氧化菌对多种难降解有机物具有良好的降解能力.甲烷氧化菌能以甲烷作为唯一的能源和碳源,在氧化甲烷的过程中会产生甲烷单加氧酶(monooxygenase,MMO),MMO是一种高度非特异性酶,能够促进多种有机物的转化,使甲烷氧化菌在环境污染控制中具有潜在应用价值.本文总结甲烷氧化菌对氯代烃、农药、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和甲苯等污染物的降解情况,并提出甲烷氧化菌在环境污染控制方面的研究方向.     

取代芳烃的生物降解性与结构相关性研究

采用量子化学MOPAC－AM1法计算了42种取代芳烃的生成热Hf、分子最高占有轨道能EHOMO、分子量MW、分子总表面积TSA及偶极矩μ。分别采用线性回归分析法和人工神经网络法对所研究化合物的生物降解性参数BOD进行QSBR研究。对训练组而言，线性方法和神经网络法的平均预测误差分别为15．9％和11．4％；而测试组化合物的平均百分误差分别为14．5％和13．0％。无论对于测试组还是训练组，神经网络法的预测都更精确。     

运用分子轨道理论考察甲酚的生物降解特性

运用分子轨道理论考察了甲酚同分异构体的生物降解特性。计算出最高占据轨道（HOMO）能量的大小,反映了甲酚同分异构体生物降解反应的难易程度,且结论与事实相符合。     

氟苯酚好氧生物降解性能及其与化学结构的相关性研究

利用OxiTopBOD测试仪测定微生物耗氧量的方法,对邻氟苯酚、间氟苯酚和对氟苯酚的好氧生物降解性能进行了研究,结果表明:邻氟苯酚、间氟苯酚和对氟苯酚的耗氧生物降解速率常数分别是0.0093L·g-1·h-1,0.0133L·g-1·h-1和0.0145L·g-1·h-1.降解活性与化学结构的相关性分析表明:辛醇/水分配系数和分子连接指数是影响受试物好氧生物降解性能的两个重要因素.     

32种芳香化合物的好氧生物降解性表征

本文采用芳香化合物生物降解产生的二氧化碳量作为表征其生物降解性的指标，测定了３２囊芳香化合物好氧生物降解１２ｄ产生的二氧化碳量，在此基础上提出了定性划分有机物生物降解性的标准，按照此标准对３２种芳香化合物的生物降解性进行了划分；另外还探索了影响生物降解性的诸因素。     

轻度氧化处理纤维素生物降解性的初步研究

以纤维素为原料，通过二氧化氮和过碘酸化学氧化方法，在不同的低取代度条件下，有选择性地在纤维素葡萄糖残基的不同碳原子部位导入特定的取代基（羧基和二醛基），探讨不同的取代基对纤维素生物降解性能的影响．并将处理后所得的纤维素试验，通过土壤埋没，利用土壤中的微生物自然降解，然后测定分子量的变化，定量分析纤维素在不同取代基，不同程度化学处理后，其生物降解性能的变化。实验结果表明：（１）在纤维素葡萄糖残基Ｃ６     

苯甲酸类化合物好氧生物降解性研究

采用从城市污水处理场活性污泥中培养的混合菌种,研究了苯甲酸、邻一、间一、对-苯二甲酸的生物降解。考察了在50,200,400和600mg/l四个浓度梯度下,四种化合物的浓度与生物降解性的关系。研究了苯环上不同羧基数量和取代基位置不同所表现出的降解难易程度上的差异。研究结果表明,在试验周期内,上述四种化合物均有不同程度的降解,四种化合物的可降解性为:邻-苯二甲酸>苯甲酸>对-苯二甲酸>间-苯二甲酸,在评价实验体系的降解性时引入了体系中细菌对化合物的负荷(mg·l~(-1)/个·ml~(-1)),使采用不同菌种量、不同化合物浓度的不同实验装置的研究结果有了相对的可比性。     

离子化有机污染物在沉积物和水相间的平衡分配计算

本文从热力学平衡原理出发,推导出离子化有机污染物在沉积物／水相间分配系数的理论计算模型,并以苯酚,邻氯酚,２,４－二氯酚、五氯酚和苯胺的吸附实验数据为例,计算了它们在中性分子和带电荷的离子形态下的分配系数Ｋｄ和Ｋｄｉ。以及总体分配系数Ｋｄｏ研究结果表明,离子化有机污染物在沉积物和分配行为不仅与该化学物的ｐＫａ和存在形态有关。而且还取决于环境介质的ｐＨ。     

利用人工神经网络预测芳香化合物的生物可降解性

本文采用简单的化学基团描述符来表征化学物质的结构,以底物的最大比去除速度表征生物可降解性的大小,运用自编的人工神经网络对芳香族化合物的生物可降解性进行了研究。试验过程中,按芳香族化合物最大比底物去除速度的大小将其生物可降解性分为四组：不降解,难降解,可降解,易降解。     

部分氮杂环类化合物的遗传毒性及其QSAR研究

本文利用蚕豆细胞微核试验评价了１０种氮杂环类化合物的遗传毒性，一化合物的最低未占据轨道能Ｅｌｕｍｏ、分子的量负的原子净电荷ｑ建立了较好的相关方程：ＭＮ＝－２．９６（１．１４）＋４．９３（０．４８）Ｅｌｕｍｏ＋１３．６８（２．７２）ｑ＾－Ｒ＾２＝０．９４ ＳＥ＝０．７１ Ｆ＝５３．９２ Ｐ〈０．０００５推测此类化合物的至于致毒机制可能是它们作为电荷给予体和氢键予体作用于生物受体而引起的突变。     

农药和其它有机化合物环境参数的相关性及其预测

农药和其它有机化合物的水溶解度、正辛醇／水分配系数、有机碳吸附常数和生物浓缩因子等物化参数之间存在着明显的相关性，有机化合物的水溶解度与其正辛醇／水分配系数、有机碳吸附常数和生物浓缩因子呈负相关；正辛醇／水分配系数与有机碳吸附常数和生物浓缩因子呈正相关。本文所建立的数学关系式能较好地预测未知化合物的环境特性。