(5.5.1)--5.5芳香烃的生物降解.pdf

一、芳香烃的生物降解芳香烃（PAH），尤其是稠环芳烃，是生物可降解性领域研究的重点之一。一、芳香烃的生物降解芳香烃的好氧生物降解一、芳香烃的生物降解 芳香烃化合物也能够通过厌氧代谢途径得到降解，主要反应包括羧基化、还原性羧基化和加成反应等。芳香烃的厌氧生物降解一、芳香烃的生物降解多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PSAHs）是指分子中含有两个或两个以上苯环的碳氢化合物。可分为芳香稠环型和芳香非稠环型。PAH稠环型即碳原子为两个苯环所共有。如:非稠环型即苯环与苯环之间各由一个碳原子相连。如:一、芳香烃的生物降解多环芳烃，其微生物降解性随分子增大而增大。图 生物修复中多环芳烃的残留120100806040200NapAceFluPheAntFlaPyrChrBbFBaPDaABlPBkDAmount of residual PAHin%of initial concentration一、芳香烃的生物降解几种多环芳经的结构7.12二甲基苯并a蒽菲苯并a联苯一、芳香烃的生物降解一、芳香烃的生物降解微生物降解PAHs的基本过程是，PAHs通过两种途径进入微生物（包括真菌和细菌）细胞中：一种是真菌氧化，真菌在其细胞内单加氧酶作用下，将一个氧原子加到PAHs的C-C键上形成C-O键，然后再以同样的方式加入另外一个氧原子，从而生成芳烃氧化物，芳烃氧化物在非酶促结构重组中失去一个氧原子变成酚类，并在环氧化物水解酶作用下还原形成反-二醇；另一种是氧分子在细菌双加氧酶作用下同时将两个氧原子加到PAHs上，将PAHs氧化成芳烃过氧化物，在芳烃过氧化物上加H得到顺-二醇。一、芳香烃的生物降解微生物降解PAHs的一般氧化过程一、芳香烃的生物降解以苯并芘的降解为例真菌在细胞内细胞色素P450酶作用下，首先一个一个地苯并芘上加入氧原子形成环氧化物中间体，然后再断裂开形成二氢二醇苯并芘化合物，在真菌作用下二氢二醇苯并芘化合物转化形成一种四氢四醇苯并芘化合物，接着发生去氢反应使苯环断开，变成一种芘的化合物，随后再按芘的结构代谢。苯并芘首先在细菌双加氧酶的作用下形成二氢二醇化合物，接着可能在某种酶的作用下发生脱氢反应形成苯并芘的二醇化合物，这种化合物在反应途中存在的时间很短，二醇形成位点也是苯环断开的位置，如此高环PAHs就会降解为低环PAHs，直至单苯环断裂。以苯并芘的降解为例1.常见的微生物有红球菌属（Rhodococcus），假单胞菌属（Pseudomonas），分枝杆菌（Mycobacterium，芽孢杆菌属（Bacillus），黄杆菌属（Flavobacterium），气单胞菌属（Aeromonas），拜叶林克氏菌属（Beijernckia），棒状杆菌属（Corynebacterium），蓝细菌（Cyanobacteria），微球菌属（Micrococcus），诺卡氏菌属（Nocardia）和弧菌属（Vibrio）等。以苯并芘的降解为例2.在真菌中研究较多的是白腐真菌（White rotfungi）。不同的均属对不同的PAHs的降解能力存在着很大的差别，降解产物和途径也大不相同。影响因素环境中PAHs是的生物降解过程主要涉及到微生物，PAHs污染物和环境，所以可将直接或间接影响PAHs生物降解性能的因素分为三个大的方面，即基质的影响，微生物活性和环境因子的影响。基质的影响主要是指PAHs的生物可利用性。污染物的浓度，化学结构，毒性，溶解性和吸附性能都影响PAHs的生物可利用性。2影响PAHs生物降解的环境因子包括PAHs的存在状态，温度，溶解氧，营养盐，pH，盐度等。微生物的活性强烈地影响生物降解的效果。生物降解的成功与否很大程度上取决于降解微生物群落在环境中的数量及生长繁殖速率。影响因素共代谢降解PAHs的激励是微生物通过酶来降解某些能维持自身生长必须的物质，同时也降解了某些非生物生长所必须的物质。多数细菌对四环以上的高分子量PAHs的降解是以共代谢的方式进行的；真菌对三环以上的PAHs的代谢也属于共代谢。由于自然微生物修复过程一般较慢，难以实际推广应用。因此，往往需要采用各种方法来强化这一过程，以便能够迅速地去除污染物。目前常采用的方法包括：接种微生物，添加营养盐，提供电子受体以及添加表面活性剂等。厌氧降解参考书及期刊目录1、郑平、徐向阳、胡宝兰、新型生物脱氮理论与技术.北京科学出版社.2、郑平、冯孝善 废物生物处理理论和技术 浙江教育出版社3、戴树桂 环境化学 高等教育出版社4、张锡辉 高等环境化学与微生物学原理及应用 化工出版社5、中国环境科学6、环境科学学报7、Environ.Sci.Technol.8、Water Res.9、Chem.Eng.J.10、J.Hazard.Mater.