聚乙烯塑料的微生物降解

聚乙烯(polyethylene,PE)是产量最大的通用塑料之一,通常被加工成一次性包装材料(包括塑料袋及容器)和农用薄膜等。PE塑料的广泛应用导致大量PE废弃物的累积,对生态环境造成严重的威胁。自20世纪70年代以来,一些研究陆续报道了PE塑料被微生物降解的现象,并从土壤、海洋、垃圾堆置点及昆虫肠道等生境中分离筛选到了若干种具有一定PE塑料降解能力的菌株,而且发现一些单加氧酶、过氧化物酶和漆酶等氧化还原酶对PE塑料具有氧化降解能力。这些研究为发展PE塑料废弃物生物降解处理技术提供了一定的依据。本文总结和分析了PE塑料降解微生物的分离和筛选方法,以及已报道的PE塑料降解微生物和降解酶的研究进展,以期为进一步研究PE塑料的微生物降解机理和处理技术提供参考。     

石油基塑料的微生物降解

石油基塑料种类繁多、数量巨大、应用广泛,常见的有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨酯(PUR)等。这些合成塑料因其高分子量、高疏水性及高化学键能的特点难以被微生物降解,从而在环境中长期存在和累积,"白色污染"已经成为一个全球性问题。因此安全经济的微生物降解合成塑料是人类面临的一个选择和难题。文中从微生物资源及相关酶学研究方面综述了聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚氯乙烯这6种石油基塑料的生物降解的研究现状。目前关于上述6种石油基塑料的微生物降解研究依然大多停留在微生物资源的寻找中,已发现的具备相关能力的菌株种类较少,并且微生物降解效率均非常缓慢;对于其降解机理及关键基因和酶的研究比较少。文中为进一步开展塑料生物降解研究,寻找高效的塑料降解菌株资源以及进一步在遗传、分子和生化水平研究塑料生物降解机理研究,从而最终实现合成塑料的彻底降解和高值化利用提供了借鉴。     

生物可降解塑料在不同环境条件下的降解研究进展北大核心CSCD

当前社会塑料制品的使用需求持续增加,塑料垃圾处理压力不断增大,减缓塑料污染成为当务之急,生物可降解塑料因可在一定生物活性环境下较快降解而备受关注,具有广阔的应用前景。生物可降解塑料降解条件复杂,影响因素众多,对不同生物可降解塑料降解规律,降解微生物和功能酶的透彻掌握,是实现其全面利用和高效资源化处理处置的基础和前提。文章系统梳理了常见生物可降解塑料的种类、性能、优缺点和主要用途,全面综述了生物可降解塑料的降解机理、降解微生物和功能酶,以及生物可降解塑料在不同环境条件下的降解周期和程度,以期为生物可降解塑料的微生物降解研究提供借鉴,为生物可降解塑料废弃物的高效处理处置和彻底降解提供科学参考。     

聚氨酯塑料降解菌G-11的筛选鉴定及其塑料降解特性

聚氨酯(polyurethane,PUR)塑料因其特殊的理化性质而被广泛应用。然而,大量废弃PUR塑料的不合理处置造成了严重的资源浪费和环境污染。利用微生物的手段实现废弃PUR塑料的高效降解和循环利用成为目前的研究热点之一,而高效降解菌是PUR塑料生物法处理的关键。本研究以垃圾填埋场PUR类废塑料样品为来源,分离到一株能够降解PUR类似物Impranil DLN的微生物,并对其PUR降解特性开展了研究。通过16S rRNA基因序列比对将该菌初步鉴定为拟无枝杆菌属(Amycolatopsis sp.),命名为G-11。PUR塑料降解实验结果表明,菌株G-11对商业化PUR塑料的减重率达到4.67%,扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)发现塑料结构被破坏,表面出现侵蚀。接触角分析和热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)结果发现,菌株G-11处理后的PUR塑料的亲水性增强,热稳定性下降,该结果与减重和扫描电镜结果相一致。结果表明,分离自垃圾填埋场的菌株G-11在废弃PUR类塑料生物降解方面具有一定的应用潜力。     

甲醛降解微生物

<正>甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的化合物,易溶于水、醇和醚,在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。环境中甲醛的主要污染来自于合成纤维、染料、木材加工及制漆等化工行业排放的废水、废气等。其主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用,高浓度甲醛则对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害[1],国际癌症研究机构(IARC)已将甲醛上升为第I类致癌物质,因此对甲醛污染进行防治工作对人类健康具有重大意义。由于甲醛的分子结构在环境中极为稳定,一般氧化剂无法破坏其结构,也就无法消除其污染。目前去除甲醛污染的     

可降解塑料的微生物降解研究进展

塑料材料的广泛使用给环境带了巨大的污染和处理压力,使用可降解塑料替代传统塑料是解决这一问题的重要途径。可降解塑料的生物降解是由相应的微生物和降解酶来完成的。综述了目前常见的生物降解塑料的微生物降解研究和进展情况,明确了微生物在可降解塑料生物降解中的重要性。     

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。     

解塑再用-中欧合作项目“合成塑料降解转化微生物菌群”介绍

中欧环境生物技术合作研究重大项目废弃塑料的生物降解由国家自然科学基金委员会(NationalNatural Science Foundation of China,NSFC)与欧盟委员会(European Commission,EC)共同资助,旨在促使中欧科学家在"Microorganism communities for plastics biodegradation"领域开展实质性合作研究。该项目的目标是将易造成环境污染且难以降解的石化塑料,利用微生物菌群的代谢能力降解为单体小分子并为微生物所用,从而进一步实现高值生物化学品的生物合成。这不仅可以解决塑料污染问题,同时也将塑料垃圾"变废为宝",创造更高的经济效益。中欧合作研究项目将促进双方科学家在合成生物学领域的深入合作,有助于双方建立长期稳定的国际交流与合作关系。中欧双方将致力于解决全球塑料污染问题,形成科技战略力量,共同开启探索不可降解塑料资源化利用领域的新篇章。     

石油烃类的微生物降解

石油作为重要能源之一已被世界各国广泛使用,由于在石油的开采、储存、运输、加工和石化产品生产等过程中的漏油以及突发性泄油事故致使大量的石油进入环境造成污染。石油污染的危害主要表现在对土壤生态系统的结构和功能的破坏,严重影响土壤的透气性和渗水性,导致土壤板结、肥力下降;在水体表面形成油膜,致使水中溶氧量急剧下降,造成水生生物的大量死亡,破坏水生生态环境和渔业资源;还可进入地下水系,直接污染地下水源,影响居民用水和农田灌溉;石油中的一些致畸致癌物质还可通过食物链的生物富集作用而直接危害人类健康。随着人们对环境问题的日益关注,石油烃类的微生物降解研究工作也不断得以深入。近十年来这一领域又有许多研究和相关报道,本文对相关工作进行了综述。     

微生物降解有机污染物的研究进展

从降解菌的筛选及检测技术、新的降解菌种及其作用酶和代谢途径、污染物对降解菌的作用以及环境因素对降解菌的影响等方面介绍了微生物降有毒有机污染物的最新研究进展,预期该领域具有十分广阔的应用前景。     

木质纤维素的微生物降解

木质纤维素广泛存在于自然界中,因结构复杂,其高效降解需要多种微生物的协同互作,由于参与木质纤维素降解的微生物种类繁多,其协同降解机理尚不完全明确。随着微生物分子生物学和组学技术的快速发展,将为微生物协同降解木质纤维素机制的研究提供新的方法和思路。笔者前期研究发现,细菌复合菌系在50℃下表现出强大的木质纤维素降解能力,菌系由可分离培养和暂时不可分离培养细菌组成,但是可分离培养细菌没有降解能力。通过宏基因组和宏转录组研究表明,与木质纤维素降解相关的某些基因表达量发生显著变化,通过组学方法有可能更加深入解释微生物协同降解木质纤维素的微生物学和酶学机理。文中从酶、纯培养菌株和复合菌群三个方面综述了木质纤维素微生物降解研究进展,着重介绍了组学技术在解析复合菌群作用机理方面的现状和应用前景,以期为探索微生物群落协同降解木质纤维素的机理提供借鉴。     

微生物降解塑料的研究进展

塑料广泛应用于人类的生活中,其中约80％的塑料垃圾被填埋,最终成为陆地和海洋垃圾.由于管理与处置不善,这些废弃物造成了巨大的环境污染,目前回收再利用是较好的处置方式,但对某些塑料废弃物并没有妥善的处置方式.生物降解作为环境友好的处置方式,具有巨大的应用潜力.本文对聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯...     

微生物降解有机磷农药污染的研究进展

有机磷农药严重污染生态环境,微生物降解是治理有机磷农药污染的新技术,综述了降解有机磷农药污染的微生物种类、降解的机理、应用、存在的问题及今后研究方向。     

环境水体微囊藻毒素微生物降解技术研究进展

湖库水体富营养化及其产生的藻毒素污染已对生态环境和人类健康构成极大威胁,而目前常规水污染控制技术存在一定的局限性,因此水环境中藻毒素处理新工艺亟待研发.鉴于环境水体中的微囊藻毒素可被微生物降解为无毒或低毒的中间产物,本文综述了微囊藻毒素的降解菌株、生物降解过程影响因素与机理、降解产物及其结构特性等,总结了目前微囊藻毒素降解菌株在水环境修复中的应用,并对今后微生物降解微囊藻毒素的研究方向进行了展望,以期为解决我国日益严峻的湖库水体藻毒素污染和饮用水安全问题提供技术思路.     

Microbial degradation of organophosphorus compounds

Synthetic organophosphorus compounds are used as pesticides, plasticizers, air fuel ingredients and chemical warfare agents. Organophosphorus compounds are the most widely used insecticides, accounting for an estimated 34% of world-wide insecticide sales. Contamination of soil from pesticides as a result of their bulk handling at the farmyard or following application in the field or accidental release may lead occasionally to contamination of surface and ground water. Several reports suggest that a wide range of water and terrestrial ecosystems may be contaminated with organophosphorus compounds. These compounds possess high mammalian toxicity and it is therefore essential to remove them from the environments. In addition, about 200,000 metric tons of nerve (chemical warfare) agents have to be destroyed world-wide under Chemical Weapons Convention (1993). Bioremediation can offer an efficient and cheap option for decontamination of polluted ecosystems and destruction of nerve agents. The first micro-organism that could degrade organophosphorus compounds was isolated in 1973 and identified as Flavobacterium sp. Since then several bacterial and a few fungal species have been isolated which can degrade a wide range of organophosphorus compounds in liquid cultures and soil systems. The biochemistry of organophosphorus compound degradation by most of the bacteria seems to be identical, in which a structurally similar enzyme called organophosphate hydrolase or phosphotriesterase catalyzes the first step of the degradation. organophosphate hydrolase encoding gene opd (organophosphate degrading) gene has been isolated from geographically different regions and taxonomically different species. This gene has been sequenced, cloned in different organisms, and altered for better activity and stability. Recently, genes with similar function but different sequences have also been isolated and characterized. Engineered microorganisms have been tested for their ability to degrade different organophosphorus pollutants, including nerve agents. In this article, we review and propose pathways for degradation of some organophosphorus compounds by microorganisms. Isolation, characterization, utilization and manipulation of the major detoxifying enzymes and the molecular basis of degradation are discussed. The major achievements and technological advancements towards bioremediation of organophosphorus compounds, limitations of available technologies and future challenge are also discussed.     

环境激素类有机污染物的微生物降解和药物类化合物的残留问题

合成有机物在环境中的残留和危害已不仅仅局限于其毒性、富集、致畸和致突变,同时还能干扰包括人类在内的生物的内分泌调节作用.近年来发达国家已开始逐渐有了环境方面的条例,限制和控制这类化合物在水及食物链中的含量.现已清楚地知道,部分除草剂和杀虫剂(如阿特拉津、DDT),塑料的添加增塑剂均有内分泌激素活性,从而对生物的正常生长发育造成不良的影响.而这些化合物不但广泛存在于环境中,在特定的环境中其含量更是非常之高.以增塑剂邻苯二甲酸和邻苯二甲酸二甲酯为例,它们在填埋渗出液中的含量可高达10g·L^-1.在我们研究这类化合物的微生物降解时发现,从活性污泥和红树林中富集到的好氧微生物能将这类化合物完全矿化,且反应速度很快.同时也发现,在降解邻苯二甲酸二甲酯时,单一的纯菌不能完全降解这类化合物,而二种或三种组合的纯菌可以在一周内将500mg·L^-1的底物完全矿化.我们已分离、鉴定出中间产物,建立起了降解途径.研究的结果证实,邻苯二甲酸二甲酯类环境激素是能够在排放前通过微生物的作用达到完全矿化的.另一方面,药物类化合物的残留问题也是一个逐渐显现出的环境问题,这方面的研究应引起更多的关注和重视.     

微生物降解硝基芳烃及其卤代衍生物的研究进展

硝基芳烃化合物作为一种重要的化工原料,广泛应用于医药、染料、农药等化工产品的合成。在给人类社会带来空前的物质繁荣的同时,其造成的环境污染问题也成为人类社会面临的重要挑战之一。微生物在这些环境污染物的降解中起着重要的作用。近几十年,环境微生物工作者对微生物降解硝基芳香污染物的各个步骤,包括趋化感应、分解代谢及生物修复进行了大量的研究工作,获得了丰富的知识。本文综述了硝基芳烃及其卤代衍生物的微生物代谢途径、代谢机理、趋化及修复研究进展,并对本领域的研究进行了展望,有助于全面认知硝基芳烃污染物的微生物降解过程,为污染环境修复提供理论基础。