1 降解菌的篩選

二(er)(er)(er)噁(wu)(wu)英(ying)是高度抗微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)降解(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)物(wu)質, 自(zi)然界中僅有5%的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)菌(jun)(jun)株能分(fen)解(jie)(jie)TCDD, 必須使用合適的(de)(de)(de)(de)途徑篩選(xuan)能夠降解(jie)(jie)二(er)(er)(er)噁(wu)(wu)英(ying)的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)。研究(jiu)中,大多數從產(chan)生(sheng)二(er)(er)(er)噁(wu)(wu)英(ying)的(de)(de)(de)(de)化工廠(chang)車間附(fu)近(jin)或受污染的(de)(de)(de)(de)土壤及水體底泥中分(fen)離(li)、篩選(xuan)降解(jie)(jie)菌(jun)(jun), 細菌(jun)(jun)篩選(xuan)一(yi)般用無機鹽瓊脂培養(yang)基, 其中加入二(er)(er)(er)噁(wu)(wu)英(ying)作為惟一(yi)的(de)(de)(de)(de)碳源, 供(gong)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)生(sheng)長。選(xuan)擇合適的(de)(de)(de)(de)溫度, 培養(yang)24～72h, 直到長出菌(jun)(jun)落(luo), 挑選(xuan)生(sheng)長良好的(de)(de)(de)(de)優(you)勢菌(jun)(jun)落(luo), 觀察(cha)記(ji)錄菌(jun)(jun)落(luo)形態, 保存菌(jun)(jun)株并(bing)鑒定, 此菌(jun)(jun)株則為能夠降解(jie)(jie)二(er)(er)(er)噁(wu)(wu)英(ying)的(de)(de)(de)(de)菌(jun)(jun)株。

降解試驗一般用無機鹽液體培養基, 培養基中加二噁英作為惟一碳源, 接種分離的降解菌, 選擇不同溫度、不同pH 值、不同二噁英濃度等條件下培養。分別用分光光度計和顯微鏡觀察其生長狀況, 測定培養后培養液中二噁英的含量, 計算降解率, 選
出(chu)降(jiang)解能(neng)力最強的菌株進行污水和土壤的處理, 以凈(jing)化環境(jing)。

2　目前篩選出的主要菌株

國內外對二(er)噁(wu)(wu)(wu)英降(jiang)解(jie)進行了(le)廣泛的研究, 已篩選出了(le)許多(duo)能夠降(jiang)解(jie)二(er)噁(wu)(wu)(wu)英的細菌(jun)。Klecka (1980)報(bao)道, 拜葉林(lin)克(ke)氏菌(jun)屬可以(yi)將 22 CDD 降(jiang)解(jie)為初級代(dai)謝(xie)產(chan)物(wu)二(er)氫二(er)酚(fen)(cis2 dihydrodio ls)。杜秀英等從多(duo)氯(lv)(lv)代(dai)二(er)苯并2對2二(er)噁(wu)(wu)(wu)英(PCDD s)污(wu)染的土壤和(he)含氧(yang)沉(chen)積物(wu)中分離(li)篩選出8 株降(jiang)解(jie)PCDD s的菌(jun)株, 均能以(yi)一(yi)氯(lv)(lv)代(dai)和(he)二(er)氯(lv)(lv)代(dai)二(er)噁(wu)(wu)(wu)英為單一(yi)碳源和(he)能源生長并使(shi)其(qi)降(jiang)解(jie), 多(duo)數(shu)幾(ji)(ji)乎不(bu)能降(jiang)解(jie)三氯(lv)(lv)代(dai)二(er)噁(wu)(wu)(wu)英。W ilkes 對有礦化作用的細菌(jun)sp h ing om onas sp. RW l菌(jun)種(zhong)(zhong)進行研究, 發現它能降(jiang)解(jie)幾(ji)(ji)種(zhong)(zhong)一(yi)氯(lv)(lv)代(dai)和(he)二(er)氯(lv)(lv)代(dai)二(er)噁(wu)(wu)(wu)英, 但(dan)不(bu)能降(jiang)解(jie)多(duo)氯(lv)(lv)代(dai)二(er)噁(wu)(wu)(wu)英。

二噁英中有(you)關 PCB s 的微生物降解研(yan)究較(jiao)多(duo),篩選出的細菌(jun)也多(duo), 如無色桿(gan)(gan)(gan)菌(jun) (A ch rom obactersp. )、不動桿(gan)(gan)(gan)菌(jun)(A cinetobactersp. )、產(chan)堿(jian)桿(gan)(gan)(gan)菌(jun)(Al2caligenessp. )、糞(fen)產(chan)堿(jian)菌(jun)(A lca l ig enes f aeca l is)、節(jie)桿(gan)(gan)(gan)菌(jun) (Arthrobactersp. )、棒桿(gan)(gan)(gan)菌(jun) (Cory nebacteriumsp. )、Pleurotusostreatus、真養(yang)產(chan)堿(jian)菌(jun) (Alcaligeneseuatrophus )、白腐菌(jun) (Whitefungi )、Rhod ococcusg loberulus、Sphingomonaspaucimobil is、和假單胞菌(jun)屬 (Pseudomonassp. ) 的多(duo)種菌(jun)株等。

某些真(zhen)(zhen)菌(jun)(jun)(jun)(jun)可有效降解(jie)(jie)二(er)噁(wu)英(ying), 例如(ru)燕(yan)麥鐮孢(bao)菌(jun)(jun)(jun)(jun)[Fusariumavenaceun (Corda, Fries) Saccardo, 菌(jun)(jun)(jun)(jun)株65]、隔孢(bao)伏(fu)茸菌(jun)(jun)(jun)(jun)[Peniophora, 菌(jun)(jun)(jun)(jun)株 267], 及其與金孢(bao)展齒革菌(jun)(jun)(jun)(jun)(Phanerochaete Chrysosporium,PC) 的融合(he)體PC×65、PC×267 和(he)(he)PC, 在(zai)30d 內對2, 72二(er)氯聯苯2p2二(er)噁(wu)英(ying)的降解(jie)(jie)比分(fen)別為(wei) 82.9%、75.2%、99.1%、87.5%和(he)(he)67.5%。Ohakawa 等用(yong)篩選的3株真(zhen)(zhen)菌(jun)(jun)(jun)(jun)菌(jun)(jun)(jun)(jun)株(563、Vl 和(he)(he)V2) 和(he)(he)兩(liang)種腐(fu)木真(zhen)(zhen)菌(jun)(jun)(jun)(jun)[ P.chrysosporium 和(he)(he)采絨革蓋(gai)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(CoriolusVersicolor)]降解(jie)(jie) 2, 4, 82三氯氧芴, 其降解(jie)(jie)率(lv)達到19%～ 75.9%。Takada 等報道了(le)利用(yong)白枯真(zhen)(zhen)菌(jun)(jun)(jun)(jun)菌(jun)(jun)(jun)(jun)株(PhanerochaetesordidaYK2624) 在(zai)穩定的低(di)氮介質(zhi)中, 降解(jie)(jie)了(le)10 種 PCDD s 和(he)(he) PCDF s 的混合(he)物(wu), 降解(jie)(jie)率(lv)約為(wei) 40% (四氯代二(er)噁(wu)英(ying))到 76% (六氯代二(er)噁(wu)英(ying)) , 四氯代及八氯代二(er)噁(wu)英(ying)的降解(jie)(jie)產物(wu)分(fen)別為(wei)4, 52二(er)氯鄰(lin)苯二(er)酚和(he)(he)四氯鄰(lin)苯二(er)酚。土壤中的白枯真(zhen)(zhen)菌(jun)(jun)(jun)(jun)如(ru)顯(xian)金孢(bao)子(zi)菌(jun)(jun)(jun)(jun)屬 (phanerochaetechrysospor2ium 能將PCDD s礦化。

3　降解機理研究

不(bu)(bu)同的(de)(de)二噁(wu)英類的(de)(de)化合物(wu), 有不(bu)(bu)同的(de)(de)降(jiang)解(jie)(jie)微(wei)生物(wu), 其降(jiang)解(jie)(jie)的(de)(de)機理不(bu)(bu)同, 降(jiang)解(jie)(jie)產生的(de)(de)中(zhong)間產物(wu)不(bu)(bu)同,終產物(wu)不(bu)(bu)同。

3. 1　氧化作用

Haigler(1988) 報道 Pseudomonassp. 能夠(gou)以o-CDB為(wei)單(dan)一碳(tan)源(yuan)和能源(yuan)生長, o-CDB首先通(tong)過(guo)雙氧化作用(yong)形成鄰2二氯代二氫(qing)二酚(fen)(fen)化合物(o-dichlo-rinateddihydrodils) , 然后通(tong)過(guo)單(dan)氧化作用(yong)形成 3,42二氯代兒茶酚(fen)(fen)(3, 42 dichlocatecho1s) , 后者可作為(wei)苯環裂解酶的基質。

3. 2　脫氯作用

PCBs 的毒(du)性(xing)與所含氯(lv)的多少密切(qie)相關, 一般含氯(lv)越(yue)多毒(du)性(xing)越(yue)大, 微生(sheng)物(wu)降解(jie)PCBs時涉(she)及脫氯(lv)和開環(huan)兩個方面。不(bu)同的微生(sheng)物(wu)有不(bu)同的脫氯(lv)方式,既(ji)有鄰位(wei)(wei)2脫氯(lv)和對位(wei)(wei)2脫氯(lv), 也有間位(wei)(wei)2脫氯(lv),Van2Dort等首次(ci)報(bao)道厭氧微生(sheng)物(wu)的鄰位(wei)(wei)脫氯(lv)過(guo)程, 采(cai)用(yong)Gc2Ms分析與未消化的產甲(jia)烷池沉積物(wu)一起培養(yang)的2,3,5,6-四氯(lv)聯(lian)苯(2,3,5,6-CB)的代謝(xie)產物(wu)有2, 5-CB(21% )、2, 6-CB (63% )和2, 3, 6-CB(16% )。

有人觀測港灣沉積物(wu)中Aroclorl260的還原脫(tuo)(tuo)氯發現, 當(dang)加入 2,3、4、5-CB 或 2, 3, 5, 6-CB 時, Aroclorl260 的間2脫(tuo)(tuo)氯率為 65%、55% , 鄰2脫(tuo)(tuo)氯率18% , 12%。另外 PCB s 微生物(wu)降解過程中加入PCBs 單個同系或FeSO4可以促進(jin)其(qi)脫(tuo)(tuo)氯。

3. 3　開環研究

RefaelBlasco 等報(bao)道(dao) 42氯(lv)(lv)聯苯可(ke)以在假單胞菌LB400 等細菌的作用下(xia), 首先降(jiang)解為 42氯(lv)(lv)兒茶酚(fen), 再(zai)經過不(bu)同途徑, 42氯(lv)(lv)兒茶酚(fen)可(ke)經過間位或鄰位開(kai)環, 降(jiang)解為三氯(lv)(lv)乙酸(suan)(suan)、原(yuan)白(bai)頭翁素(su)、32氯(lv)(lv)黏康酸(suan)(suan)內酯。

3. 4　酶降解機理

一般認為微生物降解二噁英主要是由于微生物產生的酶起作用。例如Halden 等將含有DF4, 4а-雙加氧酶的單胞菌(S.phingomonas sp. )RWl加入到填充土壤的實驗生態系統中, 發現該菌能有效降解氧芴、二苯-p-二噁英(DD)和 2-氯二苯-p-二噁英(22 CDD)。該菌降解這三種毒物的速度和程度與該菌的起始密度和土壤的有機物含量(SOM )有明顯的正相關關系。同樣能降解二噁英的許多細菌含有不同的酶, 并需要酶底物。目前, 已分離出并應用分子遺傳學方法構建了一些含有區域選擇性加氧酶的
菌株、能利用(yong)憎(zeng)水(shui)的(de)二(er)噁英類化(hua)(hua)合物作(zuo)(zuo)為碳源和能源, 將它(ta)們從10 mg/L 降到(dao)ug/L 級的(de)低水(shui)平, 氯(lv)聯苯降解(jie)(chlorobiphenyl) 為氯(lv)安(an)息香酸(suan)(suan)(chlorobenzoate), 32氯(lv)安(an)息香酸(suan)(suan)(3-chlorobenzoate)由安(an)息香酸(suan)(suan)鹽的(de) 1, 2-加雙(shuang)氧酶(mei)作(zuo)(zuo)用(yong), 緊接著, 由一個(ge)脫氫(qing)酶(mei) 作(zuo)(zuo)用(yong)轉(zhuan)化(hua)(hua)為3-氯(lv)兒茶酚(fen)(3-chlorocatechol), 在苯環(huan)(huan)裂(lie)解(jie)酶(mei)作(zuo)(zuo)用(yong)下間位解(jie)環(huan)(huan), 轉(zhuan)化(hua)(hua)為一個(ge)酰基氯(lv)化(hua)(hua)物。

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