拟除虫菊酯类农药的降解与代谢研究进展

拟除虫菊酯类农药残留引发各种环境污染和食品安全问题,文章主要综述了该农药的生物降解、光降解和生物代谢三个方面的国内外研究现状。生物降解是其分解代谢的重要环境过程之一,微生物、哺乳动物、水生生物、昆虫及植物等对拟除虫菊酯的代谢都具有不可替代的作用,其中微生物降解菌的分离、微生物的酶促降解及其衍生的基因工程菌技术迅速发展,为通过基因克隆高效表达拟除虫菊酯降解酶提供依据。合理利用光能可有效去除拟除虫菊酯,光敏化降解与光猝灭降解研究可有助于农药混配的效果分析。通过拟除虫菊酯在生物体内的代谢分析可为治疗人体农药中毒提供有效方法。文章还讨论了吸附作用、氧化作用对拟除虫菊酯的降解效果。     

共代谢对难降解有机物生物降解性能的影响

利用瓦呼仪测试法测试了呋喃等6种难降解有机物在单一基质和与苯酚共基质的条件下生物降解性能,研究共代谢对难降解有机物生物降解性能的影响。研究表明,共代谢对呋喃、喹啉、吲哚生物降解性能有明显提高,吡啶、联苯、三联苯在低浓度时,生物降解性能有所改善。     

海洋石油污染的微生物降解过程及生态修复技术展望

海洋石油污染物的微生物降解是一个复杂的过程。受石油组分与物理化学性质、环境条件以及微生物群落组成等多方面因素的影响,氮和磷营养的缺乏是海洋石油污染物生物降解的主要限制因子。文章阐述了石油烃类的微生物代谢途径、影响因素、常规的生物修复技术以及两种海洋专性解烃菌降解石油的协同效应和极地海洋石油污染的生物降解过程和方式,对未来海洋石油污染控制进行了展望。     

鼠李糖脂对17α-炔雌醇生物降解过程的强化作用

采用好氧生物降解实验,考察了鼠李糖脂对底泥/河水混合体系中17α-炔雌醇(EE2)的生物降解特性的影响。结果表明,随体系中鼠李糖脂浓度的增加,EE2的可生物降解性明显呈大幅度地提高。HPLC-PDA扫描检测结果表明,EE2降解过程中主要产生极性和生物可降解性差异均较大的3种代谢中间产物。外加葡萄糖投加量足够时,外加碳源可以转变成为微生物降解有机物的共代谢基质。鼠李糖脂影响及作用下,微生物摄取吸收有机物的模式可以有多种。鼠李糖脂作为外源添加物,其共代谢效应有可能促使有机物增溶胶束直接被微生物菌体利用。     

杂环化合物好氧生物降解性能的研究

对一类典型的难降解有机物—杂环化合物的好氧生物降解性能进行了较为系统的研究。研究结果表明,受试物大部分在单一基质条件下不能作为唯一碳源,有的甚至对微生物有严重地抑制作用,但与苯酚共基质后其好氧降解性能均有改善,共代谢作用在它们的降解过程中起着重要的作用。吡咯、咪唑、呋喃为可降解有机物,吡啶为难降解有机物。吡啶不能作为微生物生长的碳源,即使有易降解有机物作为碳源,其生物降解性能改善不大。     

基于Biolog解析添加酶液对堆肥化过程中微生物群落代谢的影响

以Biolog方法为主要监测手段,结合聚类分析以及PCA分析方法,考察了添加酶液对农业废物堆肥中木质纤维素降解及微生物群落代谢能力的影响.结果表明,添加酶液使得堆料中有机质的降解率提高了4.90%;微生物群落代谢聚类结果表明,添加酶液可以改善堆肥微生物对中间代谢产物类碳源的代谢能力.通过PCA发现,添加酶液提高了堆体中微生物对双亲化合物、聚合物、氨基酸和氨基化合物等碳源的代谢能力,由此可导致有机质被更高效降解;此外,堆肥各时期群落代谢聚类结果表明,酶液对堆肥进程的影响主要表现在一次发酵的第6 d和二次发酵的第30 d,从而有效地加速了堆肥进程.     

硝基芳香化合物的微生物降解研究进展

硝基芳香化合物是环境中难降解有机污染物之一,由于其用途广泛,对环境的污染日趋严重,利用生物降解硝基芳香化合物是行之有效的方法。文章针对硝基芳香化合物生物降解过程,汇总了用于降解的微生物资源,并对硝基芳香化合物生物代谢途径、降解过程中的主要酶、降解性质粒、基因定位等分子遗传学的研究进展进行了综述。     

有机氯农药微生物降解技术研究进展

文章综述了有机氯农药的污染化学特征、环境介质中的分布水平、降解功能微生物的种类以及典型有机氯农药的降解途径等,并对有机氯农药微生物降解相关的酶和基因以及降解机理进行了重点讨论。参与有机氯农药微生物降解过程的酶主要有脱氯化氢酶、水解酶和脱氢酶三种,它们通过共代谢,中间协同代谢或矿化等作用完成降解过程。相关降解基因主要是Lin家族基因,包括LinA～LinJ的10个典型功能基因编码。微生物降解有机氯农药的机理主要包括矿化作用、共代谢作用、种间协同代谢作用、活化作用和间接作用等,其中矿化过程包括氧化、还原、水解、脱水、脱卤和裂解等生化反应。由于有机氯农药的持久性和广泛污染性,其降解机理及中间产物的类型、毒性以及新型降解菌的效能开发仍是该领域今后的研究重点。     

微生物共代谢在氯代有机物生物降解中的作用

概述了微生物共代谢的生化机制,研究进展以及在氯化有机物生物降解中的作用,提出了微生物共代谢这种尚未被人们透彻了解的生物过程在氯代有机物等难解化合物生物处理中的应用前景。     

AOB去除炔雌醇的共代谢与硝基化协同作用

采用氨氧化菌Nitrosomonas europaea降解17α-乙炔雌二醇（EE2）,考察降解过程中氨氮的作用以及EE2的降解机制.结果表明,N.europaea降解EE2属于共代谢过程,氨氮是共代谢发生的必要条件.氨氧化过程产生的亚硝氮会在酸性条件下将EE2硝基化,反应符合一级动力学模型,降解速率常数与亚硝酸根、H⁺及游离亚硝酸浓度成正相关.通过控制pH值大于7.5抑制硝基化反应,证实了N.europaea对EE2的生物降解作用,生物降解反应符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0069h^-1.当N.europaea氨氧化反应导致pH值低于7.5时,EE2的去除存在生物降解和硝基化的协同作用,EE2去除符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0093h^-1.同时还发现一种未曾报道过的EE2生物降解产物M613,对于其雌激素效应和毒性还需进一步探究.     

AOB去除炔雌醇的共代谢与硝基化协同作用

采用氨氧化菌Nitrosomonas europaea降解17α-乙炔雌二醇（EE2）,考察降解过程中氨氮的作用以及EE2的降解机制.结果表明,N.europaea降解EE2属于共代谢过程,氨氮是共代谢发生的必要条件.氨氧化过程产生的亚硝氮会在酸性条件下将EE2硝基化,反应符合一级动力学模型,降解速率常数与亚硝酸根、H⁺及游离亚硝酸浓度成正相关.通过控制pH值大于7.5抑制硝基化反应,证实了N.europaea对EE2的生物降解作用,生物降解反应符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0069h^-1.当N.europaea氨氧化反应导致pH值低于7.5时,EE2的去除存在生物降解和硝基化的协同作用,EE2去除符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0093h^-1.同时还发现一种未曾报道过的EE2生物降解产物M613,对于其雌激素效应和毒性还需进一步探究.     

碘普罗胺降解菌Pseudomonas sp. I-24共代谢降解性能研究

菌株Pseudomonas sp.I-24(I-24)难以利用碘普罗胺(IOP)作为唯一的碳源和能源进行生长和代谢,因此本研究选用淀粉、麦芽糖、葡萄糖和甘油作为I-24共代谢IOP的外加碳源,考察了在摇瓶实验中,不同外加碳源对I-24生长及降解IOP的影响.结果表明,I-24共代谢IOP符合一级反应动力学特征,淀粉对共代谢过程的促进作用最为显著,IOP的五日降解率可达到92.7%,I-24的IOP降解酶活力在培养第3 d达到最高0.182 mU,淀粉投加的最佳浓度为1 g·L-1,然而葡萄糖和麦芽糖分别对I-24的生长和电子传递系统活性(ETSA)有着最佳促进作用,表明降解菌生长过快将导致竞争性抑制,降低IOP降解率,同时ETSA与共代谢作用无直接关联.此外,从空白样表现出的酶活力得出IOP降解酶即使在低基质条件下同样可被诱导产生.     

以关键酶为基础共代谢模型的建立——以甲烷细菌共代谢三氯乙烯为例

根据共代谢过程扣特点，详细推导建立了一个以关键酶为中心的综合性数学模型，模型不仅包括传统的基质降解迷率和微生物生长，而且包括关键产诱导，毒性抑制和自我恢复，以及能量的调节等重要因素，模型能够在理解释文献报道的各种实验现象。     

几种芳香化合物对苯并芘在泥浆反应器中降解的影响

苯并芘在土壤中难于被生物降解,其降解方式通常以共代谢方式进行.本研究考查了几种多环芳烃及2种单环芳香化合物对苯并芘降解的影响.先把几种芳香化合物投入到供试无污染土壤中进行3d的预培养,然后向土壤中加入苯并芘并使土壤在三角瓶内形成泥浆系统,放在摇床上培养.42d的实验表明,用菲对土壤进行预处Ζ理消除了苯并芘的降解滞后期,并提高了苯并芘的降解率.蒽、芘未能改变苯并芘的降解模式,而苯并蒽则相对抑制了苯并芘的降解.水杨酸和邻苯二甲酸同样消除了苯并芘降解的滞后阶段,且促进了苯并芘的降解,但质量差别未对苯并芘的降解产生影响.     

诺氟沙星降解菌NOR-36的分离筛选及降解特性研究

利用微生物分离筛选技术从医药厂废水池活性污泥中分离得到一株可以以哌嗪为一级基质共代谢降解诺氟沙星的菌株.经生理生化鉴定和16S rDNA基因序列同源性分析,将此菌株初步鉴定为山羊葡萄球菌(Staphylococcus caprae),命名为NOR-36.当菌株NOR-36在温度为30℃、pH 7.0、诺氟沙星起始浓度为5 mg·L~(-1),哌嗪与诺氟沙星浓度比为5∶1时培养10 d降解率可达92.6%.而在相同的实验条件下,不加一级基质的空白实验中诺氟沙星的降解率最高仅为8.5%.可知菌株NOR-36以哌嗪为一级基质对诺氟沙星进行共代谢生物降解,其对诺氟沙星的降解率显著提高.采用高效液相色谱-质谱联用仪分析确定菌株降解诺氟沙星的过程中产生3种主要的中间代谢产物,分子式分别为:C_(16)H_(18)FN_3O_4(产物1)、C_(14)H_(16)FN_3O_3(产物2)、C_(12)H_(11)FN_2O_3(产物3).分析中间产物结构可知:NOR-36首先在共代谢关键酶作用下使诺氟沙星哌嗪环上碳氮键断裂,并且中间位置碳原子被氧原子氧化,加氧形成羰基,得到产物1;之后产物1继续被氧化,碳氮键继续断裂,—COCH_3基团被去除生成产物2,最后产物2经氧化后,—CH_2CH_2NH_2基团被去除,最终得到产物3.     

多食鞘氨醇杆菌共代谢降解五氯酚

研究了一株从活性污泥中分离得到的多食鞘氨醇杆菌(Sphingobacteriummultivorum)对五氯酚(PCP)的共代谢降解.比较了细菌分别以苯酚和葡萄糖为生长底物时对PCP的降解效果.结果表明,苯酚对细菌的生长有一定的抑制作用;葡萄糖支持细菌共代谢降解PCP,葡萄糖和非生长底物PCP之间不存在底物竞争抑制现象.蛋白质电泳结果表明,葡萄糖为生长底物时,PCP的降解酶是由PCP自身所诱导;GC-MS分析PCP共代谢降解中间产物时检测到苯酚的存在,说明在好氧降解情况下,PCP的共代谢降解可能也存在渐次脱氯生成苯酚并最终被矿化的过程.     

氯苯类有机物生物降解性及共代谢作用研究

利用测定微生物呼吸耗氧量的方法,对氯苯类中的5种优先污染物：氯苯,邻、间、对－二氯苯,1,2,4－三氯苯的生物降解性能进行测试,比较了它们用不同的驯化污泥试验的生物降解性能差异。结果表明,五种氯苯在各自驯化污泥作用下的降解性易难顺序为：氯苯＞邻二氯苯＞间二氯苯＞对二氯苯＞1,2,4－三氯苯,对于氯苯、邻二氯苯、间二氯苯分别驯化污泥,它们能彼此降解,但不能降解对二氯苯和1,2,4－三氯苯,对于对二氯苯和1,2,4－三氯苯分别驯化污泥,对5种受试有机物都能产生降解作用,且能提高它们的生物降解速率。分析表明,5种受试物诱导产生了两种不同类型的酶系统,共代谢作用在它们的生物降解过程中发挥了重要作用。     

共代谢及其在废水处理中的应用

本文介绍共代谢过程中所需一级基质的两种来源,综述了共代谢的机理,并根据降解二级基质的酶的来源和特点将共代谢分成三类。阐述了共代谢的几个特点,描述了共代谢过程中的反应动力学方程。最后对共代谢在工程实际中的应用举例进行说明。     

浅谈有机农药的污染和生物防治前景

本文介绍了有机农药对土壤、水体、大气等自然环境的污染 ,对食物链和人类的影响 ,详细阐述有机农药动物降解、植物降解、微生物降解、根际环境降解等几种主要生物降解方式的机制和原理 ,提出建立健全行业管理体制 ,调整农药结构 ,大力发展生物农药等几项对策措施。     

浅谈有机农药的污染和生物防治前景

本文介绍了有机农药对土壤、水体、大气等自然环境的污染，对食物链和人类的影响，详细阐述有机农药动物降解、植物降解、微生物降解、根际环境降解等几种主要生物降解方式的机制和原理，提出建立健全行业管理体制，调整农药结构，大力发展生物农药等几项对策措施。