海洋石油污染物的微生物降解与生物修复

石油是海洋环境的主要污染物 ,已经对海洋及近岸环境造成了严重的危害。微生物降解是海洋石油污染去除的主要途径。海洋石油污染物的微生物降解受石油组分与理化性质、环境条件以及微生物群落组成等多方面因素的制约 ,N和P营养的缺乏是海洋石油污染物生物降解的主要限制因子。在生物降解研究基础上发展起来的生物修复技术在海洋石油污染治理中发展潜力巨大 ,并且取得了一系列成果。介绍了海洋中石油污染物的来源、转化过程、降解机理、影响生物降解因素及生物修复技术等方面内容 ,强调了生物修复技术在治理海洋石油污染环境中的优势和重要性 ,指出目前生物修复技术存在的问题。     

微生物降解石油污染物机制研究进展

石油污染是当前紧迫的水环境问题,研究石油污染物降解机制有助于探索石油污染修复技术路径。重点介绍了微生物降解石油污染物过程中的微生物种类、降解机制和反应机理,即具有代表性的细菌、真菌和藻类,石油烃的有氧降解(链烷烃、环烷烃和芳香烃)和厌氧降解(脱氢羟基化、延胡索酸盐加成)。并对微生物降解石油组分的影响因素进行了讨论,具体包括:烃类结构(支链多结构越复杂,越难降解)、微生物种类(混合菌的生化降解能力更强)、环境因子(pH、温度、盐度、含氧量和营养物质),进一步指出了生物修复技术应用于石油污染修复治理研究中的优缺点。此外,还对现有微生物降解技术的应用做了简要概述,归纳总结现有研究中存在的问题,尝试性的提出了今后生物降解石油污染物的研究重点,即生物降解石油的机制还需进一步明确,并重点分析了生物电化学方法在降解去除石油污染物方面可行性。综述石油烃生物降解机制和反应机理,以期为生物修复水体石油污染提供参考和借鉴作用。     

生物处理石油污染的研究概况

自20世纪80年代以来,人们对微生物降解石油进行了深入的研究,并逐步将这一技术应用于实际环境的处理中。处理环境中菌群的数量及组成、生物降解的有效性、实际环境中出现的影响因子对降解的影响、石油的毒性和极限环境下的生物降解石油等,许多学者都进行了广泛的研究。此外,一些研究者也尝试着通过构建生物降解模型,可以使微生物降解石油的研究能从经验上升到理论。     

石油烃降解菌的研究进展

该文归纳了细菌、真菌和藻类对石油烃的降解作用;讨论了微生物降解石油烃的影响因素,包括微生物种类、石油烃种类、温度、pH、营养物质、电子受体等;总结了微生物固定化技术、生物表面活性剂和基因工程技术在微生物降解石油烃领域的应用;最后,提出今后生物降解石油烃的研究重点可能是开发具有高效降解能力的菌群联合体。     

一株石油烃降解菌分子鉴定及特性分析

从受污海水中分离筛选了具有石油烃降解能力的降解菌Bac1020,经PCR扩增得到1 497 bp长16S rDNA序列,通过Blast比对,与主要石油烃降解菌属16S rDNA序列构建系统发生树,鉴定其为不动杆菌(Acinetobactersp.)。降解菌(Acinetobactersp.)在72 h内生长稳定,对石油烃的降解率随时间的延长而不断增加。建立了快速筛选及鉴定石油烃降解菌的方法,应用于海洋石油烃污染的生物降解。     

聚乳酸的生物降解

聚乳酸(polylactic acid, PLA)因其良好的理化性能、生物相容性和生物降解性而备受关注，已被认为是石油基塑料最具潜力的替代者，但在实际应用中仍然存在降解缓慢循环周期长的问题，因此对PLA的生物降解深入研究对于解决塑料垃圾污染和缓解能源危机至关重要。近年来，有关微生物(放线菌、细菌和真菌)和酶(蛋白酶、脂肪酶、酯酶和角质酶)降解PLA的研究已经取得了一定的进展。本文从降解微生物、降解酶和降解机制等方面综述了PLA生物降解的研究进展，并展望了PLA生物降解研究未来的发展趋势。     

不可降解塑料的全细胞催化降解及升级再造

石油基塑料产量大、应用广,常见的种类有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等聚烯烃类塑料以及聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯等聚酯类塑料。这些合成塑料分子量大、疏水性高,难以在自然环境中降解,因此大部分也被称作“不可降解塑料”。塑料的生物降解具有条件温和、应用潜力巨大的特点,塑料降解微生物和酶资源的挖掘以及新技术的开发方兴未艾,其中,基于全细胞催化降解与开环式升级再造技术受到越来越多的关注。本文介绍了国内外不可降解塑料全细胞催化转化技术的研究进展,阐述了对塑料废弃物天然全细胞降解体系和人工全细胞降解方法的开发情况,进而以聚对苯二甲酸乙二醇酯为例,探讨了塑料开环升级再造的技术策略,最后对塑料生物降解技术的研发方向和重点进行了讨论和展望。本文将为进一步开展塑料生物降解研究,挖掘塑料降解微生物资源,构建新型人工全细胞催化体系,最终实现不可降解塑料的高效降解和升级再造提供借鉴。     

石油烃生物降解过程的研究进展

石油烃污染物属于难降解混合物,生物修复已经成为石油烃污染环境的主要修复方法。文中简述了微生物对石油烃的间期适应过程和转运过程,并通过对部分典型石油烃成分的微生物降解机理和代谢路径的梳理和综述,阐释了石油烃生物降解过程中的菌株、基因、代谢路径等研究进展。此外,利用基因工程和代谢工程等手段,可对野生型石油烃降解菌进行改造,进一步提升其对石油烃污染环境的生物修复能力。最后,从石油烃降解菌的代谢途径改造、人工混菌体系的设计构建等角度,结合合成生物学和代谢工程的手段,提出了对石油烃降解的研究展望,以期提升对石油烃污染物的生物修复效果。     

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。     

甲胺磷农药的生物降解研究进展

综述了甲胺磷农药生物降解的菌种、筛选与培养、降解机制、固定化技术和微生物诱变育种技术在降解中的运用。同时 ,探讨了甲胺磷农药生物降解的可行性及应用前景     

白腐真菌生物技术降解氯酚污染物

生物降解是降解氯酚污染物的一条重要的转化途径,白腐真菌是一种高效的生物降解菌种,应用白腐真菌生物技术降解具有毒性和抗降解性的氯酚具有重要意义。本文阐述了白腐菌降解氯酚类污染物的途径,阐述了白腐真菌技术,主要包括酶技术、固定化技术、真菌强化技术、堆肥化和生物反应器等在氯酚污染环境治理中的应用,并概述了近几年白腐菌降解氯酚的研究热点和白腐真菌生物技术的应用趋势。     

生物降解萘的研究进展*

萘的生物降解具有低成本,效果佳,无二次污染等优势,受到全世界的广泛关注。本文从萘降解菌的种类、降解质粒与降解基因的开发与研究、三种降解途径的发展以及表面活性剂、菌体固定化技术和有机溶剂在萘降解和环境污染治理当中的应用情况等方面综述了生物降解萘的发展历程。从降解菌株的研究和表面活性剂以及生物技术手段的应用情况等角度分析了目前生物降解萘还存在的问题,并为解决这些问题提出了合理的方案。论述了两相体系技术在生物降解萘上的可应性,对其强大的发展潜力进行了展望。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯生物降解的研究进展

塑料广泛存在于人类的日常生活中，在给人们生活带来便利的同时，大量塑料废物也给环境带来很大压力。聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)是一种以石油为原料的高分子热塑性材料，因其具有耐用、透明度高、重量轻等特性，已成为世界上使用最广泛的塑料之一。由于PET具有结构复杂以及难降解的特性，可在自然界中长期存在，不仅对全球生态环境造成严重的污染，而且已经威胁到人类健康。如何对PET废弃物进行降解已成为全球的难题之一，相较于物理法和化学法，生物降解法是目前处理PET废弃物最为绿色环保的方法。本文分别介绍了微生物和生物酶对PET生物降解的研究现状、PET的生物降解途径、PET生物降解机制以及PET降解酶的分子改造等方面的研究，并对如何实现PET的高效降解、寻找和改造可降解高结晶度PET的微生物或酶进行展望，为PET的生物降解微生物或酶的有效开发应用提供理论依据。     

塑料生物降解检测方法的研究进展

塑料处理不当造成的污染问题已成为全球性难题。目前的解决办法除回收利用与使用可生物降解塑料替代之外,最主要途径仍是寻求高效的塑料降解方法。其中,采用微生物或酶处理塑料的方法因其具有条件温和、不产生次生环境污染的优势而受到越来越多的关注。塑料生物降解技术的核心是高效解聚微生物/酶,然而当前的分析检测方法无法满足塑料生物降解资源的高效筛选,因此开发准确、快速的塑料降解过程分析方法,对于生物降解资源筛选和降解效能评价具有重要意义。本文介绍了近年来在塑料生物降解领域的常用分析检测技术,包括高效液相色谱、红外光谱、凝胶渗透色谱以及透明圈测定等,重点讨论了荧光分析策略在快速表征塑料生物降解过程中的应用,为进一步规范塑料生物降解过程的表征与分析研究,以及开发更高效的塑料生物降解资源筛选方法提供借鉴。     

发展生物塑料是大势所趋

随着石油能源供需矛盾日趋紧张、油价上涨,以及源于石油生产的各类塑料制品废弃后难以降解,严重污染了环境(有“白色污染”之称),发展可生物降解的“生物塑料”(即生态友好塑料)以取而代之,是大势所趋,是塑料产业今后的发展方向。生物技术应用于生物塑料的发展有广阔的前景。日     

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。     

硝基苯污染物的生物降解途径

硝基苯是一种有毒化合物,目前,关于硝基苯污染物的生物降解已进行了大量的研究。综述了生物降解硝基苯的两种主要途径氧化途径和部分还原途径,介绍了两种途径降解硝基苯的具体机制及相关酶和编码基因的特点,并对两种降解途径进行了简要的对比分析,为硝基苯及其它有机污染物生物降解技术的开发应用提供依据。     

聚乙烯醇降解酶研究进展

聚乙烯醇是一种广泛应用的水溶性聚合物,尤其作为纺织浆料。由于其生物难降解性,对水体会造成较大的污染,因此得到较多的关注。对聚乙烯醇生物处理的研究主要集中在生物降解酶和生物降解机理上,特别是随着对环境友好的酶加工纤维技术的不断发展,利用聚乙烯醇降解酶进行纺织脱浆已引起较大的兴趣。已发现的聚乙烯醇降解酶主要包括:聚乙烯醇氧化酶(仲醇氧化酶)、聚乙烯醇脱氢酶、β双酮水解酶(氧化型聚乙烯醇水解酶)。聚乙烯醇降解酶催化聚乙烯醇的生物降解主要分为两步进行。聚乙烯醇酶脱浆技术不仅节省了脱浆能耗,而且提高了脱浆废水的生物可降解性。     

低温微生物修复石油烃类污染土壤研究进展

耐冷菌、嗜冷菌等低温微生物广泛存在于极地、高山以及高纬度等土壤环境中,是石油烃类污染物在低温条件下降解与转化的重要微生物资源.利用低温微生物的独特优势,石油污染土壤的低温生物修复技术的研究成为当前热点领域.本文系统综述了低温石油烃降解菌的分类及冷适机制,低温微生物对不同类型石油烃组分的降解特征和降解机理,低温环境中接种降解菌、添加营养物质和表面活性剂等强化技术在石油污染土壤中生物修复的应用.以及微生物分子生物学技术在低温微生物降解石油烃的研究现状,为拓展我国石油污染土壤生物修复技术提供参考.     

石油污染微生物修复技术研究进展

石油污染是我国目前陆地和海洋面临的主要污染问题之一,尽管以微生物为主体的原位修复技术在以往的实践中取得了良好的效果,但随着石油污染形式的严峻,微生物修复技术依然面临着巨大的挑战。随着石油降解微生物资源库的不断累积和研究手段的发展,人们对微生物石油降解机制有了更加深入的研究,为提高微生物修复技术的应用范围和应用效果奠定了良好的基础。从石油污染与技术应用趋势、石油降解微生物聚类分析、石油微生物降解的分子机制、石油污染的微生物修复技术几方面总结和梳理了国内外近期的研究进展,以其为迎接新的挑战提供抓手。