多环芳烃厌氧生物降解研究进展

多环芳烃（PAHs）是环境中广泛分布的一类持久性有机污染物,对生态环境和公众健康具有极大危害。微生物降解是环境中去除多环芳烃污染的有效途径,近年来PAHs厌氧生物降解研究逐渐取代好氧降解成为人们关注的重点。本文从PAHs厌氧生物降解的研究背景出发,从不同厌氧还原反应体系、厌氧降解微生物、PAHs厌氧生物转化途径等方面阐述了PAHs厌氧生物降解的研究概况,归纳了对PAHs厌氧生物降解有积极作用的影响因素,提出了PAHs厌氧降解研究目前存在的问题,并对该领域未来研究方向作了简述和展望。希望为多环芳烃厌氧生物降解与环境修复研究与实践提供参考。     

多环芳烃微生物降解基因的研究进展

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类有机污染物,微生物的降解是PAHs去除的主要途径。近年来,有关PAHs微生物降解途径和代谢产物的研究已有很多报道。小分子PAHs一般可以直接被微生物降解,而大分子PAHs则需要微生物以共代谢的方式降解。在过去20年中,微生物降解PAHs的基因相继被发现,各种基因在调控PAHs降解过程中的功能也越来越清晰。本文概述了PAHs微生物降解基因方面的研究进展,详细介绍了微生物对萘、菲的降解基因,最后对PAHs微生物降解基因的应用前景进行了展望。     

细菌降解萘、菲的代谢途径及相关基因的研究进展

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类在环境中广泛存在的具有毒性的污染物,微生物降解是其在自然界中降解的主要途径,因而尤为重要。随着研究的深入,关于微生物降解PAHs的分子降解机制、途径等的认识逐渐积累。以下对细菌降解萘、菲的研究进展进行了概述,介绍了萘的水杨酸降解途径,菲的水杨酸、邻苯二甲酸及其他降解途径,同时也包括降解过程中涉及的降解基因簇,如nah-like、phn、phd、nid和nag等以及细菌在PAHs胁迫条件下其他相关基因的表达与调节等方面的最新进展。这些进展可为降解菌株的分子及遗传机制研究提供理论依据,将促进通过基因工程优化降解菌、更有效地检测PAHs环境污染及实现PAHs污染的生物修复。     

我国主要河口沉积物中多环芳烃细菌降解及生物修复强化方式的研究进展

河口是海洋及陆地交互作用的集中地带,其生态环境的健康状况对所在地区人类居住及社会经济的可持续发展十分重要。近年来,河口城市的快速发展导致了大量的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)在河口沉积物中积累,持久地影响水生生态系统的健康,其降解与转化逐渐成为近年来的研究热点。本文总结发现,我国主要河口(珠江口、长江口、辽河口、海河口)沉积物中的PAHs降解菌主要分布于假单胞菌门、放线菌门及芽孢杆菌门,其中克雷伯氏菌属、芽孢杆菌属及假单胞菌属报道较多。在河口沉积物中,PAHs的细菌降解主要是通过低效率的厌氧降解途径。低氧、高盐度是PAHs细菌降解的不利条件,温度与pH值的变化也为实地生物修复的应用效率带来了不确定性。表面活性剂、营养物与外源电子受体的添加以及共代谢作用均可促进沉积物细菌对PAHs的降解。目前多数研究以实验室规模开展,而河口沉积物生境复杂,建议未来针对河口沉积物的环境特点进行PAHs降解功能菌株种质资源的挖掘,并根据实际情况灵活制定强化策略。本综述为进一步从我国主要河口沉积物中筛选PAHs高效降解菌及其利用提供了思路与参考。     

五氯苯酚厌氧生物降解及降解体系中细菌种群结构分析

研究了不同外加碳源作为共代谢基质及氢气作为电子供体条件下PCP的厌氧生物降解特性,并借助末端限制性片段长度多态性技术(T-RFLP)分析了PCP降解菌群的微生物群落结构.结果表明,添加外加碳源及以氢气作为电子供体均对PCP降解有显著促进作用.添加葡萄糖、丙酮酸、酵母膏和氢气时的降解率分别为71%、56%、51%和74%.微生物群落结构分析表明,不同处理条件下PCP降解菌群微生物群落结构不同.PCP降解菌群中可能存在Clostridium.Frankia和Desulfitobacterium等属的微生物.     

微生物降解多环芳烃(PAHs)的研究进展

从多环芳烃(PAHs)的降解菌株的筛选、降解机制以及PAHs污染的生物修复等方面介绍了微生物降解PAHs的最新研究进展。     

表面活性剂影响微生物降解多环芳烃的研究进展

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的强疏水性是阻止其在土壤和水环境中微生物降解的主要因素。表面活性剂由于能够提高PAHs的表观溶解度而在PAHs的微生物降解中得到了广泛研究。截至目前,有关化学或生物表面活性剂促进PAHs的微生物降解已有大量报道,然而也有学者发现了表面活性剂对PAHs微生物降解的抑制作用。本文从表面活性剂类型与毒性、PAHs增溶、传质强化、细胞表面性质和环境因素等方面综述了表面活性剂影响PAHs微生物降解的最新进展,并对这2种冲突性的研究成果进行了阐释。此外,介绍了浊点系统促进PAHs微生物降解的新方法。最后,对表面活性剂影响微生物降解PAHs的研究前景进行了展望。     

外源微生物及辅料对秸秆降解效果的影响

研究加入外源微生物及添加辅料对秸秆降解率的影响。通过秸杆固体培养进行了降解试验,结果显示,加入外源微生物后纤维素降解率明显提高,嗜热侧孢霉可提高34.76%,放线菌可提高18.99%。通过在秸秆中加入辅料香菇菌糠,培养后秸秆的纤维素含量由原来的32.11%降至14.19%,降解率达55.81%。加入外源微生物的秸秆降解过程具有升温快、温度高及高温维持时间长等优点。加入微生物的秸秆降解高温维持8 d,对照为6 d。秸秆降解过程中的最高温度分别为63℃和58℃。为下一步外源微生物的进一步研究及菌糠的大量利用提供参考。     

土壤中高分子量PAHs微生物降解机理及影响因素研究进展

高分子量多环芳烃( HMW PAHs)分子结构复杂,疏水性强,是环境中广泛存在的难降解的有机污染物.微生物降解是去除HMW PAHs的主要途径.本文介绍了PAHs降解菌株的种类和降解机理,以及不同环境因子(营养元素、pH值、土壤结构、通气状况和复合污染)对HMW PAHs降解的影响,提出HMW PAHs污染土壤的进一步研究的方向与重点,旨在为HMW PAHs污染修复研究和微生物降解机理研究提供参考.     

多溴联苯醚的微生物降解研究进展

多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)作为一种阻燃剂在水体、土壤、沉积物和大气等自然环境中广泛存在。原本认为水溶性低而疏水性高的PBDEs 很难被生物所利用, 但近年研究表明微生物降解是PBDEs 降解的一种重要机制, 部分微生物能参与PBDEs 降解过程。在有氧条件下, 表面活性剂、共代谢基质和初始生长基质等都能影响微生物降解PBDEs; 双加氧酶在PBDEs 降解过程中起着关键作用。电子供体和助溶剂等则在微生物厌氧降解PBDEs 过程中发挥重要作用, 还原脱溴作用是微生物对PBDEs 进行厌氧降解的主要机制。筛选PBDEs 高效降解菌以及进一步揭示其降解机理对于修复PBDEs 污染问题具有重要的理论意义和现实意义。     

不同成熟度煤样产甲烷潜力

摘要:【目的】评估不同类型煤炭生物降解转化为甲烷的潜力,研究原位煤层的微生物群落结构特征。【方法】分别在原位模拟、补加烃降解产甲烷菌系和补加碳源下厌氧培养煤样,利用气相色谱监测甲烷产生趋势,及高通量测序技术研究原位煤层的细菌和古菌群落。【结果】10个样品中有3个高成熟度煤样可以被厌氧降解转化为甲烷。通过生物强化和添加外源底物可以促进HF煤样的产甲烷潜力。其中SL 煤样中的古菌类群主要是氢营养型产甲烷菌Methanoculleus和乙酸营养型产甲烷菌Methanosaeta为主,细菌类群主要 属于Firmicutes(54.4%)、Proteobacteria(30.9%)、未培养微生物(10.8%)、Caldiserica(1.5%)及Thermotogae(1.3%)。【结论】不同成熟度煤样降解产气潜力不同,在部分原位煤层中可能存在参与烃降解与甲烷产生的功能菌。     

土壤中多环芳烃的微生物降解及土壤细菌种群多样性

利用室内模拟方法,研究中、低浓度多环芳烃(PAHs)污染土壤的微生物修复效果,阐明土壤微生物（接种和土著）与PAHs降解的关系.结果表明:投加PAHs高效降解菌可以促进土壤中PAHs的降解,2周内效果显著;典型PAHs降解的难易程度依据为：菲<蒽<芘<苯并(a)芘和屈;细菌种群丰度和多样性均与PAHs降解呈负相关关系,同一处理细菌种群结构随时间变化不大.对于中、低浓度PAHs原位污染土壤,增强土著菌的活性是提高土壤PAHs降解率的有效途径之一.     

水体沉积物中微生物厌氧呼吸耦合多环芳烃降解的研究进展

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一种具有致癌、致畸、致突变的持久性有机污染物。本文在分析国内外主要水体沉积物中PAHs污染状况的基础上,综述了近几年有关厌氧水体沉积物中微生物以硝酸盐、Fe(III)以及硫酸盐为电子受体进行呼吸耦合PAHs降解的研究概况。此外,还总结了基于微生物的PAHs降解基因组、蛋白质组、代谢组以及菌群水平上互作网络的研究进展,以期为进一步加速PAHs污染水体沉积物原位生物修复提供科学理论参考。     

土壤中高环多环芳烃微生物降解的研究进展

微生物修复是去除土壤中多环芳烃(PAHs)的主要措施。本文以微生物修复PAHs污染土壤的理论基础及其难点为主线,全面综述了土壤中高环PAHs的微生物降解机理。近年来,富集分离得到的以高环PAHs为唯一碳源和能源的优势降解菌逐渐增多,其中,主要是代谢降解四环PAHs的单株降解菌,一些降解菌还能以共代谢方式利用五环PAHs。高环PAHs污染土壤修复的一个难点是其低生物可利用性,微生物通过释放生物表面活性剂、形成生物膜以及分泌胞外多糖提高高环PAHs的生物可利用性,从而加速其降解。真菌和细菌联合作用能增强污染土壤实地修复的效果。因此,通过微生物修复技术来去除土壤中PAHs具有环境友好性、经济适用性以及可持续应用性。     

外源纤维素诱导明显影响微生物土壤结皮细菌群落结构

【目的】微生物土壤结皮(Microbial soil crusts, MSCs)对于遏制土壤荒漠化、恢复荒漠地区生态环境起着重要作用。MSCs中的微生物, 特别是纤维素降解菌, 起着稳固、修复生态环境的功能。外源纤维素诱导是全面认识MSCs中纤维素降解细菌的多样性及其在MSCs形成和发展中的作用的重要途径。【方法】通过对微生物土壤结皮分别添加小麦秸杆(麦秸)、锯末木屑两类纤维素材料进行诱导, 以PCR-DGGE方法分析细菌群落变化。【结果】外源纤维素, 特别是麦秸的添加会迅速提高MSCs中细菌丰富度及多样性, 将细菌丰富度提高约66.7%, Shannon-Weiner指数提高约15.8%; 相同处理的样品聚类位置较近, 说明纤维素对于MSCs细菌菌群变化起主导作用; 细菌群落结构组成在添加纤维素诱导后发生了变化, 麦秸诱导样品与同时期对照样品差异最大, 但各样品中Firmieutes和Alphaproteobacteria始终为优势类群; 所得DGGE条带序列中有13条与纤维素降解菌序列同源性相近, 他们所代表的细菌很可能具有纤维素降解能力, 其中厌氧性的梭菌属(Clostridium)所占比例最大, 约为46.1%, 其次为芽孢杆菌属(Bacillus), 约占30%; 纤维素降解过程中, 诱导增加了MSCs发育有重要作用的一些类群如Microcoleus vaginatus和一些Alphaproteobacteria类群细菌等的丰度和多样性, 它们中有的可通过分泌多糖物质等增强土壤颗粒黏结、有的可以其固碳或固氮等能力提高土壤营养水平。【结论】为认识外源纤维素诱导MSCs细菌群落结构的变化规律, MSCs中纤维素降解细菌的多样性及纤维素降解细菌对MSCs形成和发展的作用提供了基础, 同时也为恢复荒漠生态系统实践方法提供了理论依据。     

植物法生物修复PAHs和矿物油污染土壤的调控研究

选择苜蓿草为供试植物,以污染物含量水平、专性细菌和真菌及有机肥为调控因子,进行了植物法生物修复多环芳烃(PAHs)和矿物油污染土壤的调控研究。结果表明,PAHs和矿物油的降解率与有机肥含量呈正相关,增加有机肥5%,可提高矿物油降解率17.6%～25.6%,PAHs降解率9%.在植物存在条件下,土壤微生物降解功能增强。多环芳烃总量的平均降解率比无植物对照土壤提高2.0%～4.7%.投加特性降解真菌可不同程度地提高土壤PAHs总量和矿物油的降解率。真菌对萤蒽、芘和苯(a)蒽/(艹屈)的降解有明显促进作用。而细菌能明显提高苊稀/芴、蒽和苯(a)萤蒽/苯(k)萤蒽的降解率。     

多环芳烃污染土壤生物修复研究进展

多环芳烃 (Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs) 是一类广泛分布于环境中的持久性污染物,结构稳定、难以降解,对生态环境和生物具有“三致”毒害性,其环境去除和修复备受关注。绿色、安全、经济的生物修复技术被广泛应用于PAHs污染土壤的修复。本文从土壤中PAHs的来源、迁移、归趋和污染水平总结了目前我国土壤多环芳烃污染的基本状况;归纳了具有PAHs降解作用的微生物、植物种类及机理;比较了微生物修复、植物修复和联合修复3类主要的生物修复技术。指出植物与微生物的互作机理的解析,抗逆菌株、植株的筛选与培育,实际应用的安全和效能评估应成为多环芳烃污染土壤修复领域未来的研究方向。     

腐殖酸对镰刀菌ZH-H2降解老化污染土壤4环芳烃效果的影响

以典型煤矿区老化污染土壤为修复对象,研究不同剂量腐殖酸对镰刀菌Fusarium sp. ZH-H2降解土壤4环多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）总量及各单体的降解效果,并进一步分析腐殖酸强化ZH-H2降解4环PAHs的动力学特征。结果表明:添加不同剂量腐殖酸后,ZH-H2对4环PAHs总量及各单体的去除率均显著提高,高低顺次为HF3（2.5g/kg）>HF1（0.5g/kg）≈HF2（0.1g/kg）>H。当腐殖酸添加量为2.5g/kg时,PAHs总量及各单体的去除率分别高达32.44%和35.06%,单体芘（pyrene,Pyr）降解最突出。在添加与不添加腐殖酸处理下,ZH-H2降解速率均在0-4d表现最快,总量降解速率高达43.70µg/(kg·d),随后降解速率呈现减弱趋势。与不添加腐殖酸处理相比,腐殖酸强化ZH-H2对Pyr的降解速率（提高了57.05%）。PAHs总量及其各单体降解速率均符合一级动力学方程,添加腐殖酸处理的相关系数和反应速率常数绝对值均显著高于不添加腐殖酸处理。与不添加腐殖酸处理相比,腐殖酸强化后的PAHs半衰期（55-69.3d）比自然衰减（96.3-177.7d）缩短了0.76-1.77倍,大幅提升了降解速率,缩短了降解时间。综上,添加2.5g/kg腐殖酸强化ZH-H2对4环PAHs的降解起到了良好的效果,降解时间也较快,为污染老化土壤原位修复提供了重要依据。     

生物泥浆反应器中多环芳烃微生物降解调控因子研究

多环芳烃 (PAHs)是一类普遍存在的环境中的优先有机污染物 ,在土壤中残留持久并难以降解 ,因此给环境和人体健康带来潜在危胁 [5] 。研究表明 ,微生物降解是去除 PAHs的主要途径 [6]。微生物能够以利用 PAHs作为碳源与能源和共代谢两种方式降解 PAHs[7] 。泥浆反应器作为生物修复技术之一 ,具有处理周期短 ,降解条件易于控制和处理效果好的特点[8,9] ,目前已成为一种重要的处理技术 ,在欧、美等发达国家 ,受到广泛重视。Grosser[10 ]等人发现 ,把微生物从污染地区分离培养后 ,接种到污染土壤中可大大提高芘的降解率。泥浆反应器中污染…     

多环芳烃(PAHs)微生物降解的原位表征方法

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类在环境中广泛存在的持久性有机污染物,微生物降解是去除环境中多环芳烃污染的主要途径。传统的有关PAHs微生物降解的研究主要依靠分离培养技术,难以准确认识PAHs微生物降解的原位过程及机制。近年来发展起来的原位表征方法可以在基因及单细胞水平研究PAHs在复杂环境中的微生物降解过程,能够原位表征具有PAHs降解功能的微生物及其功能基因和代谢活性,是阐明PAHs原位降解过程及分子机制的强有力的手段。该文综述了宏基因组技术(meta-genomics)、稳定同位素探针技术(stable isotope probe,SIP)、荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)、拉曼光谱技术(Raman spectra)以及二次离子质谱技术(secondary ion mass spectrometry,SIMS)等原位表征技术在PAHs微生物降解研究领域的应用及其存在的问题和发展趋势等。PAHs微生物降解过程及机制的原位表征将为缓解与修复PAHs污染提供科学基础。