芳香烃类化合物的微生物降解
生物降解芳香烃类有机化合物
微生物和不溶的有机物之间的有限接触面，妨碍 了不溶解化合物的代谢速度。有机物分子中碳支 链对代谢作用有一定影响。一般情况下，碳支链 能够阻碍微生物代谢的速度,如正碳化合物比仲碳 化合物容易被微生物代谢,叔碳化合物则不易被微 生物代谢。这是因为微生物自身的酶须适应链的 结构，在其分子支链处裂解，其中最简单的分子 先被代谢。叔碳化合物有一对支链，这就要把分 子作多次的裂解。代谢的步骤越复杂，生化的反 应就越慢，代谢作用的速度是由微生物对有机物 的适应能力和细胞中酶的浓度决定的。
生物降解芳香烃类有机化合物
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生物降解
生物降解一般指微生物的分解作用，有可 能是微生物的有氧呼吸，有可能是微生物 的无氧呼吸。自然界存在的微生物分解物 质，对环境不会造成负面影响。
有机物生物降解的机理
在水中溶解的有机物能否扩散穿过细胞壁，是由分子的大 小和溶解度决定的。目前认为低于12个碳原子的分子一般 可以进入细胞。至于有机物分子的溶解度则由亲水基和疏 水基决定的，当亲水基比疏水基占优势时，其溶解度就大。 溶于水的有机醇代谢开始时，羟基被氧化，醇便氧化为酸。 在生物代谢中，酸是活化的中间产物，一部分酸被代谢为 二氧化碳和水，所产生的能量使剩余酸转变为原生质的各 种组分。不溶于水的有机质,其疏水基比亲水基占优势,代 谢反应只限于生物能接触的水和烃的界面处。尾端的疏水 基溶进细胞的脂肪部分并进行β－氧化。有机物以这种形 式从水和烃的界面处被逐步拉入细胞中并被代谢。
• 酚是构成芳香物的基本单元，是一种常见 的有机污染物。酚类化合物是通过苯型化 合物直接羟基化，需要一个氧分子进行羟 基化和环的裂解反应，所以用微生物处理 酚的废弃物,可以采用强烈曝气法。如果不 曝气,在处理生活污水时酚将转化为难闻的湾发生严重 漏油事故后，当地人在清 理油污时，意外地发现了 一种不为前人所知的深海 细菌竟然是“吃油高手”。 据悉，这种细菌主要生活 在水下，而且在其生长和 分解石油过程中，较少消 耗氧气。上述发现为人类 清除海底的油污找到了新 的方法。
芳香烃化合物降解菌CP5的降解特性及降解基因
富集 培养基 为牛 肉膏蛋 白胨 培养基 。
． ２ 传统方 法 多采用化 学法 和物理 法 ， 焚烧 、 如 溶剂 １ 芳香烃 化合 物降解 菌 的筛选 将 采 集 的样 品接 种 到 富集 培 养基 中 ， 入苯 酚 加 萃取 法 、 性 炭 吸 附 、 孔 聚苯 乙烯 树 脂 吸 附 脱 酚 活 大
烃化合物生长 。１ Ｓｒ ＮＡ序列系统发 育分析表 明， ６ Ｄ 该菌属于假单胞菌属 （ ｓｕ ｏ ｎ ｓ Ｐ ｅｄ ｍｏａ ）。Ｃ ５可 以在 ４ Ｐ ８ｈ内
将 ５０ｍｇ Ｌ的苯酚完 全降解 。从该 菌株中扩增 获得邻苯 二酚 ２ ３双加 氧酶基 因， ０ ／ ，一 该基 因编码氨基 酸序列 与 Ｐ． ｕｉａＮ Ｉ ８ ６４以及 Ｐ ｆｕ ｒｓｅｓ Ｃ ０的双加氧酶具有最高 同源度 ， ｐ ｔ Ｃ Ｂ９ １— ｄ ．ｌｏｅ ｎ ２ ｃ Ｐ 均为 ９ 。Ｃ ５菌株对芳香烃化 ９ Ｐ
基 因进 行 了初 步研究 。
收稿 日期 ：０ ９０ —７ ２０ —４１ ；修回 日期：０ ００—２ ２ １—１２ ＊国家 自然科学基金项 目（ ０ ００ １和 中南 民族大学 自然科学基金重点项 目（ ｚ０ ０ ３ 资助 ３ ８０ ２ ） ｙｚ６ １ ）
＊ ＊ 通讯 作 者 ． － ｉ ｃ ｌ ７ ｏ ｕ ｃｒ Ｅ ｍａｌ ＮＯ ｌ ＠ｓ ｈ ．ｏ ： ｎ
０ ／ 于 ０℃ 等Ｌ ， １ 这些方法不但成本高、 ］ 效率低而且容易造成二 使其最 终质量 浓度 为 １０ｍｇ Ｌ， ３ 摇床 振 荡 按 次污染 ［ 。利 用微 生 物技 术 治 理 、 除或 降 解 转 化 培养。待菌体长 出后 ， ２ 的接种量转移到液体 ２ ］ 清 ８ｈ 如此 连续 转接 ４ ， 次 培 这些 高毒性芳 香烃 化 合 物 ， 是 一 种 既经 济 又 环 保 筛选培 养基 中振荡 培养 ４ ， 则 的 方 法 。 目 前 研 究 发 现 假 单 胞 菌［ Ｐ ｅｄ — 养 基 中的苯 酚分别 按 ２０ ５０ ８０ １０ ０ｍｇ Ｌ等 ３ ］（ ｓｕ ｏ ０ 、０ 、０ 、 ０ ／ ｉｏ ａ ） 气单 孢 菌 ［ （ ｒ ｍｏ ａ ） 镰 孢 霉 属 （ ｕ 质 量浓度 逐渐 适 量递 增 ， 成 菌 株 的驯 化 过程 。然 Ｔ ｎ ｓ、 ｔ ４ Ａｅｏ ｎ ｓ 、 ］ Ｆ— 完
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃（PAHs）是一类由两个以上的芳环结构组成的有机化合物，常见的PAHs包括萘、苊、菲、芘等。
它们广泛存在于自然环境中，如土壤、水体和大气中，是工业活动、燃煤和交通尾气等活动的副产物。
由于其强烈的毒性和致癌性，PAHs对环境和人体健康造成了严重的威胁。
寻找和开发安全有效的方法来降解PAHs是一个迫切的任务。
微生物降解是一种具有潜力的方法，可以在自然界中处理和清除PAHs。
许多微生物，如细菌、真菌和酵母等，已被证实具有降解PAHs的能力。
这些微生物通过产生特殊的酶来分解PAHs，并将其转化为无害的物质，如二氧化碳和水。
微生物降解PAHs的过程可以分为三个主要阶段：吸附和附着、分解和转化以及利用。
近年来，对于微生物降解土壤中PAHs的研究进展越来越多。
研究人员发现，一些特定的细菌株可以高效降解土壤中的PAHs。
某些属于Pseudomonas、Bacillus和Sphingomonas 等菌属的细菌，已被证明对PAHs有很强的降解能力。
一些真菌和酵母也被发现可以有效降解PAHs，如白腐菌属（White-rot fungi）和曲霉属（Aspergillus）。
这些微生物降解土壤中PAHs的能力，为开发高效的生物修复技术提供了基础。
研究人员还发现，微生物降解土壤中PAHs的效率受到多种因素的影响，包括温度、pH 值、湿度、氧气含量和营养物质等。
在开发生物修复技术时，需要充分考虑这些因素的影响，并优化条件以提高降解效率。
最近，一些研究重点关注了微生物降解PAHs的分子机制。
研究人员发现，降解PAHs 的微生物通过特定的途径和酶将其分解为较小的化合物。
通过解析这些降解途径和酶的结构和功能，研究人员可以为进一步优化生物修复技术提供指导。
微生物降解土壤中PAHs的研究进展已经取得了显著的进展，为开发高效的生物修复技术提供了基础。
随着对微生物降解机制的深入研究和条件优化的进一步推进，相信微生物降解将成为一种可行且可持续的方法来处理土壤中的PAHs，并减少其对环境和人类健康的潜在风险。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃（PAHs）是一类具有环状结构的有机化合物，由两个以上的苯环组成。
它们是一种常见的环境污染物，通常由不完全燃烧或化石燃料的利用产生。
由于其具有较高的毒性和持久性，对环境和人体健康造成了严重的威胁。
在土壤中，PAHs的富集会导致土壤生态系统的破坏，影响土壤微生物的生态功能。
寻找一种高效降解PAHs的方法成为当前环境领域的研究热点之一。
微生物降解是一种重要的PAHs处理技术，通过利用土壤中的微生物将PAHs分解成无害的物质，从而减轻其对环境的影响。
随着对土壤微生物多样性和代谢功能的深入研究，越来越多的微生物菌株被发现具有降解PAHs的潜力。
本文将重点介绍微生物降解土壤中PAHs的研究进展，探讨不同微生物降解途径及其在土壤污染修复中的应用前景。
一、土壤中PAHs的来源和环境影响PAHs的主要来源包括不完全燃烧、化石燃料的使用和工业活动等。
这些活动释放的废气和废水中的PAHs会以颗粒物和溶解态的形式进入土壤中，并在土壤中长期富集。
PAHs 对土壤生态系统和人类健康都具有潜在的危害。
PAHs对土壤中微生物的数量和多样性产生负面影响，抑制土壤中微生物呼吸和有机物矿化作用，影响土壤养分循环。
PAHs还对土壤植物生长产生毒害作用，导致植物的生长受限和产量下降。
PAHs还具有潜在的致癌性和毒性，长期接触可能对人类健康造成危害。
降解土壤中PAHs成为了当前环境研究的热点之一。
二、微生物降解PAHs的研究进展1. 降解菌株的筛选与鉴定近年来，研究人员通过土壤微生物的分离培养和鉴定，发现了一大批具有降解PAHs能力的微生物菌株。
这些细菌包括假单胞菌、白念珠菌、枯草芽孢杆菌等，它们能够利用PAHs为唯一碳源进行生长，并在其代谢过程中降解PAHs。
通过分子生物学技术，研究人员对这些菌株进行了基因序列分析，发现它们具有多种降解PAHs的代谢基因，包括环境亲和力蛋白、氧化酶、脱氢酶等。
有害芳香烃类物质在好氧生物反应器中的生物降解与挥发的动态建模
Dynamic modeling of biodegradation and volatilization of hazardousaromatic substances in aerobic bioreactor有害芳香烃类物质在好氧生物反应器中的生物降解与挥发的动态建模摘要：有害的生物外源性有机化合物通过人类活动和工业所产生的废水被引入到环境中。
由于新法规（“水框架指令”，2000年）建立的结果，人们越来越关注在传统的活性污泥法处理过程中产生的一些危险污染物的最终去向和质量平衡。
挥发性有机化合物（VOC），如苯、甲苯、乙苯和二甲苯（BTEX）或挥发性多环芳烃（PAHs）如富马酸二甲酯，通常排放到环境中，因为它们在燃料和石油产品中无处不在（Melcer，1994）。
这些外源性化合物包括欧盟水框架指令列出的首要物质清单，因为它们具有环境危险特性和CMR（致癌、致畸、致突变）属性。
好氧生物处理过程是目前可行的去除工业废水中有害有机物最有效的技术之一。
但在挥发性有机化合物（苯，甲苯，乙苯，对二甲苯，富马酸二甲酯即萘）存在的情况下，挥发对其从液相中去除做了很大的贡献（占很大比例）。
其中一个主要课题就是预测生物降解过程中挥发和生物降解之间的竞争，它们都取决于目标分子。
稳态模型已定期讨论，但挥发和生物降解同时进行的动态建模却很少有人评价。
马克达等人提出了描述生物降解和挥发动力学的一组方程（2006），强调温度对挥发传输速率的影响。
然而，这些动力学表达式仅基于COD去除率的全局参数，对于单一物质可能不适用。
因此，迄今为止，没有任何描述动态系统中单一特定VOC去向机制的建模研究，如序批式反应器。
在这样的系统中，表面挥发和气泡曝气两种形式的挥发，需要依次分解为曝气阶段（气泡扩散器）和搅拌阶段（机械叶轮）。
气/液传输速率与亨利系数有关，且不同物质对应的亨利系数不同。
此外，一些研究已经使用经验值表述传氧系数（基于液体中氧的扩散系数）和VOC之间的关系。
代谢工程在芳香族化合物微生物降解研究中的应用_secret
代谢工程在芳香族化合物微生物降解研究中的应用摘要：芳香族化合物是一类对环境危害极大的污染物。
利用微生物降解此类污染物具有广泛的应用前景，综述了国内外的代谢工程在芳香族化合物的生物降解中的应用研究进展，表明生物修复技术是芳香族化合物污染环境治理最有前景的手段。
关键字：芳香族化合物代谢工程基因质粒工业技术的迅猛发展，给人类社会带来了高度的物质文明，但也带来了许多负面效应，尤其是对人类生存环境造成的危害。
芳香族化合物是一类广泛存在于自然环境中的化学物质，性质稳定，具有很大的毒性和致癌、致突变作用，而且一般都有较好的脂溶性，可以在人体和动物的脂肪组织内积蓄，从而造成长期的危害。
人工合成的芳香族化合物在利用时不可避免的泄漏到环境中造成严重的环境污染，尽管人们已经认识到了问题的严重性，这一问题仍呈上升的趋势[1]。
微生物降解环境污染物由于投资少、占地小又不需特殊设备而成为最有前途的治理环境污染的方法。
但微生物细胞在代谢繁殖过程中，经济合理地利用和合成自身所需的各种物质和能量，这种固有的代谢网络相对实际应用而言其遗传特性并非最佳,所以有必要对细胞的代谢途径进行有目的的改造。
1 代谢工程代谢工程的基本理论和应用就是在这一背景下发展起来的。
1991年Bailey[2]在“Science”上发表了一篇重要的综述文章“Toward a Science of Metabolic Engineering”，标志着代谢工程作为一门新学科的诞生。
十多年来，代谢工程的理论和应用迅速发展。
1995年Bailey[3]又发表了“Chemical Engineering ofCellular Processes”的长篇文章，详细讨论了生物网络工程及代谢工程。
1996年召开了第一次国际代谢工程会议(ME-I)。
此后，国际代谢工程会议定期两年举行一次。
1998 年出版了国际上第一部代谢工程教科书：“Metabolic Engineering : Principles and Methodologies”[4]。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃（PAHs）是一类普遍存在于土壤中的有机化合物，由于其毒性和环境持久性，对人类和生态系统造成了严重的威胁。
目前，微生物降解被广泛认为是一种有效且环境友好的降解PAHs的方法。
本文将对微生物降解土壤中PAHs的研究进展进行综述。
微生物降解PAHs是一种涉及微生物代谢和转化的生物降解过程。
这些PAHs降解菌主要是革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌，如丁酸杆菌属、桿菌屬、水維生菌屬等。
这些菌利用PAHs作为其碳源和能量来源，通过酶的作用将PAHs降解为较简单的化合物，最终转化为CO2和H2O。
微生物降解PAHs的途径主要包括氧化降解和还原降解两种。
氧化降解是指微生物利用氧气作为电子受体，将PAHs氧化为较低毒性和较易降解的化合物。
这一过程涉及多种酶的参与，其中包括氧化酶、去氢酶、羟化酶等。
氧化降解过程中产生的一些中间产物具有相对较高的毒性，因此在更高级的微生物群落中会被进一步降解。
近年来，随着分子生物学和基因工程技术的进步，研究人员通过分离和鉴定PAHs降解菌的基因，成功构建了一些功能性基因组和表达系统。
这些研究为进一步开发高效降解PAHs的微生物菌株和生物修复技术提供了重要的理论基础和实验依据。
微生物降解PAHs的应用仍然面临一些挑战和限制。
PAHs的降解速率较慢，降解过程中产生的中间产物有时仍具有一定的毒性，可能对环境产生负面影响。
PAHs降解菌的筛选和培养过程较为困难，特定条件和营养物质的要求限制了其在实际应用中的使用。
PAHs的污染程度和土壤环境因素也会影响微生物降解的效果。
微生物降解是一种有效且可持续的降解PAHs的方法，但仍需要进一步的研究和改进。
未来的研究方向包括：寻找更多的高效PAHs降解菌株、研究降解菌的降解途径和酶活性，以及开发新的生物修复技术等。
通过不断深入的研究，将有助于提高降解效率，降低环境风险，并为土壤污染的治理提供有力的支持。
微生物降解芳香烃的研究现状和进展
微生物降解芳香烃的研究现状和进展【摘要】：综述了芳香烃的生物降解途径，作用机理，主要酶及特性，讨论了几种降解芳香烃的重要微生物，并析了微生物降解在环境工程中的应用前景。
【关键词】：微生物；芳香烃；降解芳香烃是指分子结构中含有苯环的化合物。
目前，芳香烃正以每年百万吨的数量被制造出来，单环芳香族化合物普遍用做工业溶剂，多环芳香化合物作为合成复杂化合物的中间体被应用于染料、冶金、杀虫剂和制药工业中。
其分子结构稳定,水溶性低，废弃后在自然环境中难被降解，且对生物体有致癌、致畸、致突变作用，对环境保护和人类健康过程极大的威胁。
传统方法深埋、焚烧等都不适合这类毒性化合物的处理，因为深埋会造成土壤、地下水的污染，而焚烧会加大毒性的污染。
采用微生物技术治理、清除或降解转化这些高毒性芳烃化合物由于投资少、占地小、不需特殊设备、安全有效而成为很有前途的治理此环境污染的方法。
文章中论述了各种芳香族化合物的生物降解途径，作用机理，主要酶及特性，几种降解芳香烃的重要微生物的研究现状和进展。
1. 微生物对芳香烃的降解途径微生物对芳香烃的降解因作用环境分为有氧降解和厌氧降解。
有氧降解以分子氧作为最终电子受体，而厌氧降解以除氧以外的物质如硝酸盐、硫酸盐、二氧化碳或铁(Ⅲ)等作为最终电子受体。
1.1 芳香烃的有氧降解常规培养的好氧微生物能产生混合功能的氧化酶或双氧化酶，苯环化合物首先在氧分子和酶的作用下形成邻苯二酚或其衍生物的共同代谢中间体，然后再进一步经过氧分子及开环酶的作用形成直链的分子，最后再进入TCA循环。
Claude-henri等对土壤中石油烃的降解实验发现芳烃组分发生了很大程度的降解，由最初的570μg/g降到270d后的165μg/g，GC分析表明，所有GC可检测到的芳烃均有降解,尽管降解速率因化学结构的不同而不同。
1.2 芳香烃的厌氧降解厌氧降解是指在无氧的情况下，一些兼性厌氧微生物利用除氧以外的物质作为电子受体，以有机物为电子供体，进行降解作用获得化学能量。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，简称PAHs）是一类由两个以上的苯环组成的有机化合物。
它们广泛存在于自然环境中，尤其是土壤中。
PAHs具有较强的毒性和持久性，对生态环境和人类健康造成潜在威胁。
寻找高效降解PAHs的方法是目前研究的热点之一。
微生物降解是一种有效的方法，已受到广泛关注。
土壤中的PAHs主要来源于燃烧、油污染以及化学品工业等。
这些PAHs在土壤中的寿命较长，很难自然降解。
微生物降解是一种环境友好、经济有效的方法，可以有效地降解PAHs，改善土壤质量和保护生态环境。
目前研究发现，很多微生物可以降解PAHs。
这些微生物主要包括细菌、真菌和蓝藻等。
其中最常见的微生物降解PAHs的是土壤细菌。
许多细菌属于厌氧菌，如假单胞菌、变形菌和芽孢杆菌等，可以利用PAHs为碳源和能源进行降解。
一些特殊的细菌株如铜绿假单胞菌、乙苯芳烃降解假单胞菌等，具有更强的降解能力。
真菌也是降解PAHs的重要微生物，它们主要通过分泌酶类来降解PAHs。
某些真菌如白腐真菌、拟青霉菌和青霉菌等，具有较强的降解能力。
蓝藻也可以降解PAHs，但其降解能力相对较弱。
微生物降解PAHs的机制主要包括氧化、酯化、脱氧和铁络合等反应。
在氧化反应中，微生物利用酶类催化剂将PAHs氧化成体内能够利用的中间产物，然后进一步代谢为二氧化碳和水。
在酯化反应中，PAHs与微生物体内酶类催化剂结合形成酯类化合物，从而实现PAHs的降解。
在脱氧反应中，微生物利用酶类催化剂将PAHs脱氧成体内能够代谢的低分子化合物。
在铁络合反应中，微生物利用体内含有铁的酶类催化剂与PAHs结合形成络合物，从而实现PAHs的降解。
随着对微生物降解PAHs机制的研究深入，人们逐渐发现一些因素会影响微生物降解PAHs的效率。
这些因素包括环境因素（如温度、氧气浓度、土壤pH、湿度和养分浓度等）、PAHs的性质（如结构、溶解度和挥发性等）以及微生物降解水平等。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展微生物降解是一种利用微生物降解有机物质的方法，已经在环境治理领域得到了广泛的应用。
多环芳烃是一类常见的环境污染物，对环境和人类健康都具有严重的危害。
在土壤中多环芳烃的污染治理中，利用微生物降解的方法已经成为一种重要的手段。
本文将探讨微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展，对其机制和应用前景进行探讨。
一、多环芳烃的来源和危害多环芳烃是一类由苯环组成的芳香烃类化合物，是石油和煤炭的燃烧产物，也是许多工业过程中产生的副产物。
多环芳烃具有很强的毒性和生物积累性，对生物体有很强的毒害作用，且对水生生物和陆生生物均有害。
长期接触或摄入多环芳烃会导致人体免疫系统异常、肿瘤生成和遗传变异等严重疾病。
土壤中多环芳烃的污染主要来源于工业生产、交通运输和废弃物处理等过程。
由于多环芳烃的化学性质稳定，传统的物理和化学方法难以完全去除土壤中的多环芳烃污染物，而且往往需要耗费巨大的成本。
开发一种高效、经济、环保的处理方法对于土壤中多环芳烃的污染具有重要的意义。
二、微生物降解的优势及研究进展微生物降解是一种通过微生物代谢活动将有机物质降解为无害产物的方法。
在多环芳烃的降解中，微生物降解具有以下几个优势：微生物降解是一种自然的降解过程，不会产生二次污染；微生物具有种类多样、适应性强等特点，具有较高的降解效率和速度；微生物降解的成本相对较低，适用于大面积土壤的治理。
目前，国内外对于微生物降解多环芳烃的研究已取得了一系列突破性进展。
研究表明，多种细菌、真菌和藻类生物都能够降解多环芳烃，其中具有很高降解能力的细菌有白色腐蚀细菌、铬还原菌等；真菌中主要有白色腐霉属、青霉菌等；藻类中以蓝绿藻属和绿藻属为代表。
这些微生物能够通过其代谢活动分解多环芳烃，降低其在土壤中的浓度。
一些研究还发现，通过改良和优化微生物降解体系，如筛选菌株、改良培养基、添加促进剂等，均能够提高多环芳烃的降解效率。
这些研究成果为微生物降解多环芳烃的应用提供了重要的理论基础。
芳香烃类污染物的去除技术研究
芳香烃类污染物的去除技术研究1. 绪论芳香烃类污染物是一类重要的有机污染物，在工业和生活中广泛存在。
芳香烃类污染物的存在不仅对环境产生了严重的危害，而且对人类健康也有很大的影响。
因而，芳香烃类污染物的去除技术一直是环境保护领域内的一个热门研究课题。
本文将综述现有的芳香烃类污染物的去除技术，并对未来的发展方向展开讨论。
2. 生物降解技术生物降解技术是利用微生物、植物等自然界存在的生物体系对芳香烃类污染物进行降解处理的一种方法。
生物降解技术具有成本低、效果好、无二次污染等特点，且能将有机物质降解为无害的气体和水。
但由于微生物的适应性和生长条件的限制，该技术用于大面积污染的处理仍有一定的局限性。
3. 化学氧化技术化学氧化技术是一种利用氧化剂对芳香烃类污染物进行氧化降解的方法。
常见的氧化剂有过氧化氢、臭氧、高锰酸钾等。
该方法具有快速、高效、适用范围广等特点，但也存在副产物多、后处理难度大等问题。
4. 催化氧化技术催化氧化技术是一种利用催化剂催化芳香烃类污染物的氧化降解的方法。
常见催化剂有金属氧化物、过渡金属化合物等。
该方法的优点在于降解效率高、副产物少、可以进行连续操作等，但催化剂价格昂贵，推广面较窄。
5. 吸附技术吸附技术是一种利用吸附材料将芳香烃类污染物从废水中分离、固定和集中的方法。
常见的吸附剂有活性炭、聚合物、离子交换树脂等。
该方法简单易行、能够去除污染物中的少量杂质，但需要处理大量废吸附剂，存在二次污染的可能。
6. 膜分离技术膜分离技术是利用过滤膜对芳香烃类污染物进行净化分离的一种方法。
常见的膜包括微滤膜、逆渗透膜、超滤膜等。
该方法具有工艺流程简单、处理能力大、可连续操作等优点，但需高成本设备，维护保养成本较高。
7. 综合技术综合技术是指将多种芳香烃类污染物的去除技术结合起来使用，以达到更好的净化效果。
例如，将吸附技术与生物降解技术结合，可以有效地去除污染物及其代谢产物，避免二次污染。
将化学氧化技术与膜分离技术结合使用，则可以有效地去除深度污染的芳香烃类污染物。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展自工业化以来，大量的化石燃料和石油化学产品的生产使用导致土壤中存在大量的多环芳烃（PAHs），这些物质对人类和生态环境都造成危害。
因此，寻找一种有效的方法来减少PAHs对生态环境的影响变得越来越重要。
微生物降解是一种曾经被广泛研究和已经成功应用于治理土壤污染的方法。
本文将介绍几种常见的微生物降解PAHs的方法和相关的研究进展。
1. 微生物降解PAHs的种类目前已经发现有许多种微生物能够降解PAHs，而且在这些微生物中主要以细菌为主。
根据微生物降解PAHs的能力，可以将这些微生物大致分为两类：一类是有些生物能够降解一部分PAHs，另一类生物能够降解大多数PAHs。
目前已经报道有一些细菌可以降解PAHs中的少数几种，比如Pseudomonas putida可以降解萘和菲，Streptomyces griseus ATCC12891可以降解苯并芘和苯并[a]芘。
一些细菌已经被研究证明可以降解PAHs中的大多数种类。
比如Sphingomonas paucimobilis EPA505可以降解13种PAHs，Mycoavidus cysteinexigens SC1可以降解16种PAHs，Sphingomonas sp. LB126可以降解18种PAHs，这些微生物的发现为PAHs的生物降解提供了重要的实验基础。
随着环境污染的日益严重，微生物技术在生态系统治理方面被广泛探索。
微生物降解可以在不使用任何化学物质或处理剂的情况下，将PAHs转化为水和二氧化碳，实现土壤的净化。
因此，微生物技术被广泛应用于处理PAHs的土壤污染，例如在煤气化和石油化工行业的污染区，使用微生物技术将PAHs分解成无毒的状态，从而恢复土壤的可持续利用。
尽管微生物降解PAHs被证明是一个有效的治理土壤污染的方法，但微生物降解的成功需要考虑多个因素。
首先，微生物降解的适用范围并不广泛，某种细菌能够降解一种成分并不能说明它可以降解其它成分。
芳香化合物的降解
芳香化合物的降解
芳香化合物是一类含有芳香基的有机化合物，具有特殊的香气，广泛
存在于植物、动物和人工合成物中。
然而，由于它们的化学结构很稳定，因此容易在环境中积累，并对生态系统和人类健康造成严重影响。
为了解决芳香化合物的污染问题，许多研究人员致力于寻找高效的降
解方法。
下面将介绍一些常见的降解途径。
1. 微生物降解
微生物是一类生命体，具有代谢能力，可以产生各种酶分解芳香化合物。
许多菌株已被发现具有降解能力，如白腐菌、绿腐菌、铜绿假单
胞菌等。
其中，白腐菌是一种特别有效的降解菌，可以利用芳香化合
物的环结构作为碳源和能源，将其中的化学键裂解并生成二氧化碳和
水等无害物质。
2. 生物膜技术
生物膜技术是一种基于生物学原理的水处理技术，它可以在高浓度的
污染物质下，实现高效的降解效果。
这种方法能够通过在芳香化合物
污染源上形成生物膜，并通过降解酶的作用，将芳香化合物吸附和降解，从而将水源中的污染物质降至最低。
3. 光氧化降解
光氧化降解是一种将芳香化合物转化为较低的有机化合物和无机物的化学反应。
这种方法的基本原理是利用紫外线和氧气，将芳香化合物中的化学键裂解，并转化为非芳香化合物。
由于紫外线的作用，这种方法也称为紫外线光催化。
光氧化降解可以有效地去除有机物，降低环境污染。
总之，芳香化合物的污染应引起我们的高度关注，我们需要通过多种途径来降低它们的排放量和降解率，从而保护我们的环境和健康。
芳香烃类化合物的微生物降解
芳香烃类化合物的微生物降解芳香烃类化合物的微生物降解摘要：近年来，芳香烃类化合物正以惊人的速度被制造出来，不仅带来了严重的环境问题，还威胁到了人类的生存、发展。
目前，人类正在探索如何利用微生物技术更快、更彻底的消除环境中有害的芳香烃类化合物。
本文简要介绍了传统的降解菌株及其降解机理，并着重探讨了生物强化技术，以及基因工程菌在芳香烃类化合物的降解中所达到的显著成果，对未来芳香烃类化合物的微生物降解事业作出了展望。
关键词：芳香烃类化合物微生物降解生物强化基因工程菌一、芳香烃类化合物的来源与危害目前，全球每年大约有百万吨芳香族化合物被制造出来，这些化合物除广泛用于生产塑料聚合物、农药、染料、医药和其它日用品当中外，还广泛应用于冶金、炸药和化工产品的制造中[1]。
这些物质在制造与利用的过程中，其中的有害物质不可避免的泄漏到环境中，导致土壤和水体环境质量下降，危害生态系统安全，从而造成严重的环境污染。
众所周知，芳香烃类化合物是可致癌或有潜在致癌性的物质，由于它毒性强且结构较稳定，所以很难通过降解除去。
传统的处理方法包括物理法和化学法，如活性炭吸附、溶剂萃取、焚烧、深埋等[2]，这些方法不但效率低、成本高而且容易造成二次污染[3],目前为降低环境中芳香烃的含量，世界上采用的最安全有效的方法即微生物技术。
二、常见的降解菌株及其降解机理芳香烃类化合物主要包括：苯、硝基苯、烷基苯、卤代苯、苯胺等[4]。
主要降解微生物有假单胞菌属、反硝化菌属、产甲烷菌属、节细菌属、芽孢杆菌属、无色杆菌属、棒状杆菌属、黄杆菌属、土壤杆菌属、黄单胞杆菌属、微球菌属、气杆菌属、埃希氏杆菌属等，以及一部分放线菌、真菌、藻类[5]。
它们的代谢途径分为好氧代谢和厌氧代谢。
1.芳香烃的好氧降解芳香烃的好氧降解较厌氧降解更容易实现，所以目前发现和研究的大部分微生物都是好氧微生物。
正常条件下培养的好氧微生物可以产出混合功能的双氧化酶或氧化酶，这些酶在分子氧的参与下．使苯环羟基化。
微生物对芳香烃的降解作用
微生物对芳香烃的降解作用
牟伯中;倪方天
【期刊名称】《环境与开发》
【年(卷),期】2000(015)004
【摘要】综述了微生物对芳香烃的降解作用，重点论述了在有氧和厌氧条件下，微生物对芳香烃的降解途径、作用机理及降解动力学；分析了微生物技术在环境治理中的应用前景。
【总页数】3页(P1-2,18)
【作者】牟伯中;倪方天
【作者单位】青岛海洋大学化学化工学院,山东青岛;青岛海洋大学化学化工学院,山东青岛
【正文语种】中文
【中图分类】X172
【相关文献】
1.南极海洋芳香烃低温降解微生物的拉曼光谱分析 [J], 王以斌;缪锦来;何碧娟;梁强;刘芳明;郑洲
2.芳香烃类化合物的微生物降解 [J], 蔡晓琳
3.采用微生物-生物技术途径降解芳香烃化合物 [J], 柯为
4.微生物降解石油源多环芳香烃的研究进展 [J], 申国兰;李利;陈莎
5.我国微生物降解芳香烃技术有突破 [J], 无
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pahs生物降解机理
pahs生物降解机理
PAHs（多环芳烃）是一类常见的有机化合物，其在环境中的存在对生态系统和人类健康造成了不良影响。
为减少PAHs的污染，很多研究致力于寻找生物降解PAHs的机制。
PAHs生物降解的机理主要包括两个阶段，即初级降解和次生降解。
初级降解是指降解PAHs的微生物将其分解成较小的化合物，如酸、醇、酮、酯等。
次生降解是指这些小分子化合物再被细菌降解，最终转化为CO2和H2O。
初级降解的微生物主要包括细菌、真菌和放线菌。
这些微生物通过氧化、邻位或间位加成、加氧等反应途径，将PAHs分解成较小的化合物。
其中，氧化反应是最为常见的分解方式，可以通过加氧酶、过氧化物酶等酶类对PAHs进行氧化降解。
次生降解的微生物主要包括厌氧菌和好氧菌。
这些微生物通过厌氧降解和好氧降解两种方式将PAHs分解为CO2和H2O。
其中，厌氧菌需要在缺氧环境下进行生长代谢，而好氧菌则需要充足的氧气和适宜的温度、pH等环境条件。
总体而言，PAHs的生物降解机理是一个复杂的过程，需要多种微生物在不同的环境条件下相互配合完成降解过程。
这也为PAHs的生物降解提供了一定的研究难度和挑战。
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芳香烃类化合物的微生物降解摘要：近年来，芳香烃类化合物正以惊人的速度被制造出来，不仅带来了严重的环境问题，还威胁到了人类的生存、发展。
目前，人类正在探索如何利用微生物技术更快、更彻底的消除环境中有害的芳香烃类化合物。
本文简要介绍了传统的降解菌株及其降解机理，并着重探讨了生物强化技术，以及基因工程菌在芳香烃类化合物的降解中所达到的显著成果，对未来芳香烃类化合物的微生物降解事业作出了展望。
关键词：芳香烃类化合物微生物降解生物强化基因工程菌一、芳香烃类化合物的来源与危害目前，全球每年大约有百万吨芳香族化合物被制造出来，这些化合物除广泛用于生产塑料聚合物、农药、染料、医药和其它日用品当中外，还广泛应用于冶金、炸药和化工产品的制造中[1]。
这些物质在制造与利用的过程中，其中的有害物质不可避免的泄漏到环境中，导致土壤和水体环境质量下降，危害生态系统安全，从而造成严重的环境污染。
众所周知，芳香烃类化合物是可致癌或有潜在致癌性的物质，由于它毒性强且结构较稳定，所以很难通过降解除去。
传统的处理方法包括物理法和化学法，如活性炭吸附、溶剂萃取、焚烧、深埋等[2]，这些方法不但效率低、成本高而且容易造成二次污染[3],目前为降低环境中芳香烃的含量，世界上采用的最安全有效的方法即微生物技术。
二、常见的降解菌株及其降解机理芳香烃类化合物主要包括：苯、硝基苯、烷基苯、卤代苯、苯胺等[4]。
主要降解微生物有假单胞菌属、反硝化菌属、产甲烷菌属、节细菌属、芽孢杆菌属、无色杆菌属、棒状杆菌属、黄杆菌属、土壤杆菌属、黄单胞杆菌属、微球菌属、气杆菌属、埃希氏杆菌属等，以及一部分放线菌、真菌、藻类[5]。
它们的代谢途径分为好氧代谢和厌氧代谢。
1.芳香烃的好氧降解芳香烃的好氧降解较厌氧降解更容易实现，所以目前发现和研究的大部分微生物都是好氧微生物。
正常条件下培养的好氧微生物可以产出混合功能的双氧化酶或氧化酶，这些酶在分子氧的参与下．使苯环羟基化。
从而引发芳环的裂解，所以能有效地降解芳香烃化合物[6]。
Claude-henri等在对微生物降解土壤中石油烃的实验中发现，大部分的芳烃组分发生了降解。
微生物降解芳香烃的最初途径是多种多样的，但这些反应均具有一致的中间产物。
邻苯二羟基类化合物原儿茶酚和儿茶酚就是大多数微生物代谢芳香化合物的过程中产生的中间产物[7]，同时也是环裂开前共同的先导性中间产物。
2.芳香烃的厌氧降解厌氧降解是指在缺乏氧气的外界条件下，一些厌氧微生物、兼性厌氧微生物将有机物作为电子供体，将除氧以外的其他物质作为电子受体，微生物在降解有机物的同时获取化学能量。
厌氧条件一般可分为4种：严格的产甲烷环境或发酵，以硫酸盐为最终电子受体，以硝酸盐为最终电子受体以及以Fe(Ⅲ)为最终电子受体。
2.1严格的产甲烷条件或发酵“产甲烷条件”是指适合甲烷产生的环境或发酵条件。
在产甲烷条件下，最终电子受体——二氧化碳被还原成甲烷，在外界存在电子受体或发酵的条件下，厌氧微生物可以将醇、酸、醛、酚等含氧芳香烃厌氧降解。
简单含氧芳香烃的降解是以还原反应为基础的，还原反应可将芳香环转化为带有含氧取代基的脂环，大部分此类脂环均可以发生水解反应并破裂。
2.2以硝酸盐作为最终电子受体硝酸盐呼吸菌一般是兼性厌氧菌，在氧气消耗完全时呼吸菌即可利用硝酸盐。
不同的微生物种群对于硝酸盐的还原作用不同，可将其还原为氨或分子氨。
在脱氨实验过程中，陈余道等发现在3个月的驯化期后，原环境中14c甲苯的含量为0.25 mg，其中有75％在8天内被全部菌群转化，生成14C二氧化碳；经过7个月的稳定期后，在相同环境下，8天内间一二甲苯中的80％被菌群转化，生成14C二氧化碳，同时硝酸盐被还原为氨气[8]。
2.3以硫酸盐作为最终电子受体硫酸盐可以作为硫酸盐还原菌厌氧代谢过程中的的外来电子受体。
这种代谢通常是在硝酸盐耗尽时发生，硫酸盐在代谢过程中被还原为硫化氢。
以硫酸盐作为最终电子受体的厌氧降解在很多环境中可被发现，硫酸盐还原菌能够降解苯甲酸、羟基苯甲酸和苯己酸等很多芳香烃化和物[8]。
2.4铁(Ⅲ)作为电子受体此外，铁(Ⅲ)也可作为厌氧微生物降解芳香烃过程中，微生物生存需要的电子受体[9]。
经研究，若含水层中含有丰富的铁(Ⅲ)，其中的微生物对于芳香烃类化合物的转化则较易进行。
证明了铁(Ⅲ)还原与烃降解之间的相关关系。
三、生物强化技术虽然目前通过实验研究已发现了很多种可以降解不同种类芳香烃化合物的微生物菌株。
但一方面由于外界环境不适合某些菌株的生存，降低了它们的繁殖速度，使有机物难以按预期目标快速降解；另一方面，多数菌株具有较强的专一性，而污染环境中常存在多种芳香烃化合物，单一菌种不能独立清洁含多种有机混合物的废水,因此需要通过生物强化技术来解决这一问题。
1.生物强化技术生物强化技术(Bioaugmentation)是指通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物，提高有效微生物的浓度，增强对难降解有机物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。
以姚秀清等运用生物强化技术对炼油废水中含量较高的几种芳香烃及其衍生物(甲苯、对二甲苯、乙苯、邻苯二甲酸二丁酯和苯并噻唑)进行降解的研究为例[10]。
他们分别选育出了可专一高效降解上述5种难降解有机物的菌种，并按一定比例制备成复合菌剂，运用生物强化技术将复合菌投入模拟废水反应池中，观测其在反应池中的降解效率，研究生物强化技术的处理效果。
2.复合菌剂的作用在模拟废水处理反应池中复合菌剂有较明显的生物强化作用。
复合茵剂的投加可以增加COD的去除效率，减短反应达到平衡状态的时间，及增强抵抗负荷的程度。
此外，不同的菌剂投加量，对系统反应速度加快及应对能力增强的效用也不同，生物强化作用在投加lO％高效菌的时候需要最短的启动时间。
复合菌剂的应用使系统内优势菌群的种类发生了变化，进而提高了系统污水处理的效率。
但是对于提高系统中高效菌对环境的适应能力、降解活性、及增强菌群竞争能力等问题，仍然有待进一步研究。
四、降解性质粒的研究及基因工程菌的构建由于系统中高效菌的生存能力低、降解效率差，且存在菌群竞争。
因此，可以通过将降解性基因转入适应性较好、繁殖力强的菌株内，或将可降解不同有机物的多种基因克隆到同一受体菌株内，构建出高效“基因工程菌”[4]，达到彻底降解芳香烃类化合物的目的。
1.降解性质粒的研究在研究苯及其衍生物的降解性质粒的过程中，人们发现在不同种类的微生物中，存在着一些极为类似的基因，它们控制了降解的关键途径。
如在降解苯乙烯的过程中，产生的TOL质粒pWWO与PST质粒是十分相似的。
可分解代谢甲苯的好氧质粒TOL质粒在假恶臭单胞菌MT一2菌株中发现[4]。
目前，对于TOL 质粒的形状、基因结构及调控机理等已研究透彻，成为了发现其他降解性质粒的良好开端。
近年来，我国在研究降解质粒方面取得了一定的成果，主要包括对降解性质粒的观察、检测、质粒提取、及确定酶所在位点等[11]，但关于目的基因调控、基因的定位等方面还有待于进一步研究。
另外，很少有报道提到了降解性质粒对于蒽醌类化合物的降解研究。
2.基因工程菌的构建基因工程菌的基本构建过程为：从染色体或降解性质粒中选取起关键作用的基因片段，将其接种在适当的载体上，一同移入受体菌中，此时受体菌便有了新的降解功能。
将所选取的基因片段转入受体菌的主要方法有：接合型质粒转移、整合型质粒转移和重组质粒转化。
2.1接合型质粒转移(injugetive plasmid transfer)接合型质粒转移指通过供体细胞与受体细胞的紧密接触，使质粒转入受体细胞当中，使基因通过细菌间的有效接触而发生的横向转移的过程[12]。
Chatteriee DK 等将恶臭假单胞菌的TOL质粒pWWO接合到某一细菌的驯化菌株中，该细菌能将TNT苯环上的3个硝基氧化脱除，并利用其作为氮源来满足生存需要，获得的菌株既可以氧化消除硝基又可以降解甲苯，将TNT作为生存所需的碳、氮源，从而使其矿化。
2.2整合型质粒转移(integrative plasmid transfer)将降解目的所需的基因连接到可整合基因的质粒(含F因子)上，之后一同移入受体菌中，使该基因片段永久性留存于受体菌的染色体上，使基因所表现的降解性能可以稳定遗传。
在用于耕作土壤中，Ka等研究发现了新的2,4-D-降解菌株，并从中分离出了可自我遗传的降解性质粒-，4-D。
其中质粒pKA2在菌株2811P上。
分离出最初驯化的2811C菌株，观测到所有pKA2质粒均已整合到受体菌染色体上，没有破坏2,4-D的性状。
2.3重组质粒的转化(recombinant plasmid transfer)重组质粒是指向一个质粒中同时转入多个有不同降解能力的基因片段，使受体菌可同时降解多种芳香烃，扩大了菌种的可降解范围、增强了菌种的降解能力。
五、存在的问题及展望综上所述，在实验研究中，复合菌剂的使用，以及基因工程菌的构建，均可大大提高芳香烃类化合物的降解效率。
但是当将复合菌剂应用于现实环境中芳香烃类化合物的降解时，就会出现降解系统中高效菌的降解活性下降、存活能力差及菌群间出现竞争等问题。
此外，关于基因工程菌方面，国内单纯研究了各种降解性质粒，国外已构建出一些基因工程菌，但由于其安全性问题，目前尚未投入工业化生产。
因此，如何解决以上问题，使复合菌剂以及基因工程菌能真正用于解决环境问题，快速、彻底的降解对环境造成危害的芳香烃类化合物，仍有待进一步的研究。
参考文献[1]张晶.任庆.朱焕山.芳香族化合物生物降解研究现状与展望[J]辽宁城乡环境科技.2004,24(1).[2]陈余道.朱义年.蒋亚萍.汽油污染含水层中芳香烃的自然去除与生物降解特征[J]地球化学.2004,33（5）.[3]邓琦.常萍.周围.程国军.芳香烃化合物降解菌CP5的降解特性及降解基因[J].华中农业大学学报.2010,29(2):185-188.[4]杜翠红.周集体.王竞.严滨.宋智勇.朴香花.难降解芳香烃生物降解及基因工程菌研究进展[J].环境科学与技术.2005,28（1）.[5] 杨永华．华晓梅.陈素玲．等．芳香族化合物生物降解代谢及其分子遗传研究[J]．环境科学进展.1995，3(6)：3l-43.[6] 金若菲．王竞，张劲松．等．蒽醌染料中间体的降解脱色研究[J]．环境科学研究，1999，12(6)：32-35．[7]盘志剐．张彤等．污染物生物降解[M]上海：华东理工大学出版社，1997．[8]陈余道,朱义年，蒋亚萍，朱银红，程亚平,黄宗万.汽油污染含水层中芳香烃的自然去除与生物降解特征[J].地球化学.2004,33（5）.[9]牟伯中.苏荣国.王修林.倪方天.周嘉玺.微生物对芳香烃的降解作用[J].2000,15(4).[10]姚秀清.徐军祥.张全.复合菌剂生物强化SBR降解芳香烃及其衍生物的研究[J].化学与生物工程.2007,24(8).[11]王淑君．赖林翰．联苯降解细菌的分离及其降解质粒某些特性的研究[J]．生物技术．2000，10(3)：4-8.[12]Chatterjee D K，Chatterjee P．Expression of degradativegenes of Pseudomonas putida in Caulobacter crescentus[J]．J Bacteriol，1987．169(7)：2962—2966.。