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《微生物在多環(huán)芳烴降解應(yīng)用中的機(jī)理及其研究趨勢(shì)的論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、微生物在多環(huán)芳烴降解應(yīng)用中的機(jī)理及其研究趨勢(shì)的論文 摘要：多環(huán)芳烴具有毒性、生物蓄積性和半揮發(fā)性，并能在環(huán)境中持久存在，在近幾年受到了人們的高度重視。微生物修復(fù)能處理費(fèi)用低、效果好、污染物殘留量低、不產(chǎn)生二次污染、能夠保持或改善植物生長(zhǎng)的土壤結(jié)構(gòu)等，是去除環(huán)境中多環(huán)芳烴的主要途徑。闡述了多環(huán)芳烴的性質(zhì)、來(lái)源、危害和微生物對(duì)它的降解機(jī)理等，并對(duì)今后的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵詞：微生物；多環(huán)芳烴；降解；研究趨勢(shì) 1多環(huán)芳烴的來(lái)源 1.1天然源 多環(huán)芳烴的天然來(lái)源主要是燃燒和生物的合成
2、，如：森林和草原火災(zāi)、火山爆發(fā)及微生物的內(nèi)源合成等，在這些過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生pahs，未開(kāi)采的煤、石油中也含有大量的多環(huán)芳烴。 1.2人為源 人為源是多環(huán)芳烴主要的來(lái)源，通過(guò)石油、煤炭、木材、垃圾焚燒和交通的直接排放等等，特別是化石燃料的燃燒是環(huán)境中pahs的主要來(lái)源?？傊请S著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，多環(huán)芳烴大大地增加，每年因人類(lèi)的活動(dòng)會(huì)有成千上萬(wàn)噸的多環(huán)芳烴釋放到地球環(huán)境系統(tǒng)中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了環(huán)境的自凈能力。 2多環(huán)芳烴的危害 在世界范圍內(nèi)每年有約43000tpahs釋放到大氣中，由于較高的親脂性
3、，多環(huán)芳烴可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境具有很大的潛在危害，已引起各國(guó)環(huán)境科學(xué)家的極大重視。多環(huán)芳烴最突出的特性是具有強(qiáng)致癌性、致畸性及致突變性。.當(dāng)pahs與-no2、-oh、-nh2等發(fā)生作用時(shí)，會(huì)生成致癌性更強(qiáng)的pahs衍生物。另外，pahs很容易吸收太陽(yáng)光中可見(jiàn)(400-760nm)和紫外(290-400nm)區(qū)的光，對(duì)紫外輻射引起的光化學(xué)反應(yīng)尤為敏感。多環(huán)芳烴在其生成、遷移、轉(zhuǎn)化和降解過(guò)程中，通過(guò)呼吸道、皮膚、消化道進(jìn)入人體和動(dòng)物體，即直接吸入被污染的氣體；使用煙熏食物及飲用被污染水；
4、皮膚直接與煙灰、焦油及各種石油產(chǎn)品等接觸。 3多環(huán)芳烴的降解機(jī)理 3.1降解多環(huán)芳烴的微生物 自然界中存在的許多細(xì)菌、真菌及藻類(lèi)都具有降解多環(huán)芳烴的能力。一般來(lái)說(shuō)，隨著多環(huán)芳烴苯環(huán)數(shù)量的增加，降解速率會(huì)越來(lái)越低。因此，低分子量的多環(huán)芳烴在環(huán)境中能較快被降解，在環(huán)境中存在的時(shí)間較短；而高分子量的多環(huán)芳烴則難于降解，能長(zhǎng)期存在于環(huán)境中。 3.2微生物降解多環(huán)芳烴的一般途徑 微生物具有很強(qiáng)的分解代謝能力，雖然pahs是一種極為穩(wěn)定的難降解物質(zhì)，但因其分布廣泛，一些環(huán)境中的微生物可以經(jīng)過(guò)適
5、應(yīng)和誘導(dǎo)，對(duì)pahs進(jìn)行代謝分解，甚至礦化。微生物主要以兩種方式代謝：一種是以pahs為唯一碳源和能源；另一種是與其它有機(jī)質(zhì)共代謝。所謂的共代謝是指利用一種容易降解的物質(zhì)作為支持微生物生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而同時(shí)降解另一種物質(zhì)，但后一種物質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化并不能使共代謝的微生物獲得能量、碳源或其它的任何營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其中，微生物的共代謝作用對(duì)于難降解污染物pahs的徹底分解或礦化起主導(dǎo)作用。并且低分子量的pahs在環(huán)境中能較快的被降解，在環(huán)境中存在的時(shí)間較短；高分子量的則難以被降解，在環(huán)境中存在時(shí)間長(zhǎng)，較穩(wěn)定。 3
6、.3多環(huán)芳烴微生物降解的主要影響因素及其解決措施 由于pahs性質(zhì)穩(wěn)定，單純靠自然界的降解是很慢的，所以有必要通過(guò)研究多環(huán)芳烴微生物降解的影響因素，從而通過(guò)人為手段加以快速除去pahs，減少環(huán)境中的污染物。 3.3.1底物pahs本身 底物pahs本身的苯環(huán)數(shù)量影響很大，研究表明，兩環(huán)和三環(huán)化物(萘、菲、蒽、芴等)在環(huán)境中存在的時(shí)間較短，能將pahs作為唯一碳源的微生物就能礦化這些化合物。而四環(huán)多環(huán)高分子量的pahs則難以降解，在環(huán)境中較穩(wěn)定，研究表明，象白腐菌、煙管菌可以通過(guò)共代謝方式對(duì)這一類(lèi)化
7、合物加以降解。一般來(lái)說(shuō)，隨著pahs苯環(huán)數(shù)的增加，辛醇——水分配系數(shù)增大，其降解速率越來(lái)越低。因此可通過(guò)添加表面活性劑(saa)，降低介質(zhì)表面和界面張力，增大pahs在水相中的溶解度，促進(jìn)pahs從固相轉(zhuǎn)移到水相，提高生物利用性。 3.3.2微生物種群 微生物種群前已述及，pahs盡管難于降解，但在長(zhǎng)期受污染的環(huán)境中仍存在很多降解菌。在pahs中，苯并芘(bap)因其強(qiáng)致癌性、難降解而倍受關(guān)注，常作為研究的對(duì)象。大量的研究報(bào)導(dǎo)表明，白腐菌降解bap及其它pahs的能力較其它微生物強(qiáng)，但白腐菌降解也存在
8、降解常不徹底，轉(zhuǎn)化產(chǎn)物毒性可能更大的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，僅僅將單一優(yōu)勢(shì)菌應(yīng)用于降解較單一的pahs，其降解能力是有限的。因?yàn)榄h(huán)境中的pahs是混合物，加之高分子量多環(huán)芳烴的降解屬于共代謝，故在pahs生物修復(fù)的實(shí)際處理中，最好接入經(jīng)過(guò)馴化的高效混合菌或激發(fā)環(huán)境中的多種土著菌。kotterman等研究表明，真菌和細(xì)菌混合培養(yǎng)更有利于苯并芘bap的降解。 3.3.3電子受體 電子受體環(huán)境中的氧氣對(duì)微
