多環(huán)芳烴降解菌的研究--文獻綜述

1、畢業(yè)論文文獻綜述多環(huán)芳烴降解菌的研究多環(huán)芳烴降解菌的研究摘要摘要:多環(huán)芳烴(PolycyclicAromaticHydrocarbonsPAHs)是廣泛存在于環(huán)境中的一類持久性有機污染物，具有致癌、致突變特征，是由2個或2個以上苯環(huán)以線狀、角狀或簇狀排列組成的芳香族化合物。PAHs水溶性差、辛醇鄄水分配系數(shù)高，穩(wěn)定性強，容易吸附在土壤表面，對人類健康和生態(tài)環(huán)境具有極大的危害，已經(jīng)引起了各國環(huán)境學(xué)家的重視。生物修復(fù)技術(shù)(biemediat

2、ion)是目前最具有潛力的PAHs污染土壤修復(fù)技術(shù)，其中微生物降解是去除環(huán)境中多環(huán)芳烴最主要的途徑，迄今已分離到多種PAHs降解菌，目前該領(lǐng)域研究存在的主要問題是PAHs降解優(yōu)良菌的篩選、鑒定以及降解特性的深化研究。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：多環(huán)芳烴；有機污染物；微生物降解；降解菌篩選多環(huán)芳烴(PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs)是指由兩個或兩個以上苯環(huán)，以直鏈狀、角狀或串狀排列組成的化合物，是環(huán)境中普遍存在的

3、持久性有毒有機污染物[1]。大量研究證實，多環(huán)芳烴具有慢性毒性和致癌、致畸、致突變的“三致”作用，引起各國環(huán)境科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注[2]。美國環(huán)境署在1979年將16種PAHs列入環(huán)境污染物優(yōu)先監(jiān)測的黑名單，中國政府列出的環(huán)境監(jiān)測優(yōu)先污染物中也包括了7種PAHs，所以找到能有效降解PAHs的方法是重要的環(huán)保課題，而微生物降解是當(dāng)前學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為去除PAHs的最主要途徑[3]。目前，治理PAHs污染土壤的方法主要有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物

4、修復(fù)[4]。物理化學(xué)修復(fù)具有成本昂貴、容易造成生態(tài)環(huán)境破壞的缺點，不適合大規(guī)模應(yīng)用；生物修復(fù)技術(shù)（包括微生物修復(fù)和植物修復(fù)）因具有成本低、無二次污染、可大面積應(yīng)用等獨特優(yōu)點而越來越受到人們的重視；微生物植物聯(lián)合修復(fù)，將微生物修復(fù)與植物修復(fù)的優(yōu)點相結(jié)合，利用自然環(huán)境中植物根系對微生物生長的促進作用，有效地提高PAHs微生物降解率，所以植物與微生物二者的聯(lián)合作用對的降解研究已成為近年來新的研究熱點之一。本文根據(jù)國際上最新的研究報道，就多環(huán)芳

5、烴污染、多環(huán)芳烴污染的微生等效致癌濃度毒性的103%~741%，PAHs本身沒有毒，但當(dāng)其通過食物鏈進入動物體內(nèi)后會損傷生物血細(xì)胞DNA，引起血細(xì)胞DNA鏈斷裂，改變遺傳物質(zhì)的編碼信息；還會上調(diào)線粒體編碼基因表達轉(zhuǎn)錄水平，提高相應(yīng)的抗氧化酶活性表達，使得細(xì)胞活性氧分子量增加及細(xì)胞氧化損傷。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國幾個主要經(jīng)濟區(qū)出現(xiàn)了不同程度的PAHs污染，有的區(qū)域污染已經(jīng)很嚴(yán)重，如長江三角洲江蘇無錫某鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤中PAHs總量為1058~950

6、0μgkg，主要為46環(huán)PAHs，三環(huán)以上占PAHs總量的87.0%～94.5%，其中四環(huán)就占到PAHs總量的47.9%～53.0%[10]，按照王國慶[11]等對土壤中苯并[a]芘的致癌臨界濃度研究計算出農(nóng)業(yè)用地臨界濃度為282μgkg和28μgkg，可以得出無錫地區(qū)土壤中PAHs對人體有更大的致癌性。2、土壤土壤PAHs污染的微生物修復(fù)污染的微生物修復(fù)微生物具有氧化、還原、分離以及轉(zhuǎn)移和變換元素周期表中的大部分元素的能力。所謂的微生

7、物修復(fù)就是利用微生物的上述能力去除和解毒土壤、底泥沉積物和地下水中的污染物，從而使污染的土壤部分或完全恢復(fù)到原始狀態(tài)。2.1微生物降解多環(huán)芳烴的機理微生物降解多環(huán)芳烴的機理多環(huán)芳烴的微生物降解難易度取決于化學(xué)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和降解酶的適應(yīng)程度。不同的微生物對各類多環(huán)芳烴有不同的降解能力（降解速率、降解程度），所以降解多環(huán)芳烴的途徑就有較大的差別。研究表明，微生物降解多環(huán)芳烴一般有兩種方式[12]：一種是以多環(huán)芳烴為唯一碳源和能源；另一種是將

8、多環(huán)芳烴與其他有機質(zhì)進行共代謝。對于土壤中低分子量的三環(huán)和三環(huán)以下的多環(huán)芳烴類化合物，微生物一般采用第一種代謝方式；而大多數(shù)細(xì)菌對四環(huán)或四環(huán)以上的多環(huán)芳烴的礦化作用一般以共代謝方式開始，真菌對三環(huán)以上的多環(huán)芳烴的代謝也多屬共代謝。微生物降解PAHs的基本過程是：PAHs通過兩種途徑進入微生物(包括真菌和細(xì)菌)細(xì)胞中，一種是真菌氧化，真菌在其胞內(nèi)酶細(xì)胞色素酶CytP450作用下先將一個氧原子加到PAHs的CC鍵上形成CO鍵，然后再以同樣的