第二章 有机污染物微生物降解技术

39 蒽醌

董晓丽等（2003)应用紫外—可见吸收光谱法研究了一株蒽醌染料降解菌活细胞色素的种类?降解反应程度以及降解产物分子结构的改变?结果表明，蒽醌染料降解菌活细胞中含有细菌叶绿素a以及细菌类胡萝卜素，降解过程中染料分子结构发生了明显的改变，分子原来的共扼结构被破坏?

金若菲等(1999)从污泥中筛选出5株对溴氨酸有较强脱色能力的茵株(JR-1-5)，并取JR-1和混合菌群进行脱色条件的优化及脱色机理的初探?结果表明：混合菌群的脱色能力并不强于单株菌，混合菌群和单株菌都可以以溴氨酸为唯一碳源和唯一氮源，混合菌群的耐受极限为5g/L，菌株最适PH为5～7，溴氨酸经微生物降解脱色后产生一新产物，此产物的最大吸收波长为410min?

南开大学科研人员运用生物工程技术把降解菌的基因片段通过转基因工程转入絮凝菌株，培养出具有絮凝和降解双功能基因的高效基因工程菌，并已应用于染料废水处理?该双功能基因工程菌对蒽醌染料中间体溴氨酸的絮凝率为80%以上，对溴氨酸的脱色率为90%以上?处国内领先水平?南开大学希望与有关企业进行技术合作，把我国染料废水处理提高到一个新的水平(无，2005)? 40 二噁英

李勤凡等(2005)二噁英属于全球性污染物，其毒性大?稳定性强，难于代谢降解，微生物降解是清除污染区域二噁英的主要技术，在对降解菌的筛选?目前筛选出的主要菌株、降解机理研究等方面作了简要论述，并提出了今后研究的方向和重点。

杜秀英等(2001)从多氯代二苯并-对-二噁英(PCDDs)污染的土壤和含氧沉积物中分离筛选出8株降解PCDDs的菌株，均能以一氯代和二氯代二噁英为单一碳源和能源生长并使其降解，多数几乎不能降解二氯代二噁英?但是，用邻二氯苯作为初级营养共代谢物，可以增强菌株对较高氯代二噁英(如三氯代和四氯代二噁英)的降解能力?利用所筛选菌株中的1株，经鉴定为假单胞菌EE41(Pseudomonas sp.EE41)?降解试验结果表明，1，2，3-TrCDD在浓度为1.2mg/L时3周内可降解33%，2，3，7，8-TCDD在0.1mg/L时3周内最多可降解37.8%?试验的高氯代二噁英(P-CDD，H6-CDD，H7-CDD和OCDD)则只被菌体强烈吸收并积累，却不能被降解?

根据张建强和王修垣(2003；2001)论述可知，二噁英是多氯代二苯二噁英(PCDDs)和多氯代二苯呋喃(PCDFs)的总称，为持久性有机污染物，其毒性强，降解难?二噁英的微生物降解主要有细菌好气降解，厌气细菌的还原脱氯，白腐真菌降解等?其中，白腐真菌对二噁英降解能力较强，它具有菌体外的非特异性的降解体系，能降解超微量 的二噁英，对所催化底物无特异要求，有催化各种化合物氧化的功能，它以木材一类低氮源的有机物为营养源而生长，对不能利用木材等的土壤微生物具有竞争优势，且二次污染较少?

杜秀英等(1995)通过分离和筛选，从氯苯生产车间附近土壤和施用五氯酚除草剂的湖泊底泥中选出八支菌株，均能降解一氯代二噁英，3周内最多可降解45%，但随氯取代数的增加而降解能力减弱，多数菌株不能降解三氯代二噁英，选择邻二氯苯为共代谢物的初级营养物，41号株3周内可降解33%三氯代苯基二噁英，说明选择适当的共代谢物，可改善微生物对高氯代二噁英的降解性?

41 二苯并呋喃

二苯并呋喃(DF)是研究二英类化合物生物降解的模式化合物之一?朱涛等(2007)报道了一种降解菌Janibacter sp.对活性污泥降解二苯并呋喃的强化作用，以及对其降解基因的分析结果?向反应器中添加5%的降解菌，与活性污泥共同作用，可在48h内将约56mg/L剂量的DF几乎完全降解，提高降解率28%以上?利用PCR方法，克隆和测序分析证明有DF降解基因丛的存在，并且发现以丰富培养基在高温下培养可去除该基因丛；丢失该基因丛的突变株同时失去利用DF作为唯一碳源进行生长的能力，显示其很可能位于一个大质粒上? 42 二苯并噻吩

金义鑫等(2006)以DBT(dibenzothiophene，二苯并噻吩)为模型化合物，分离得到了一株能降解DBT的微生物HB2，应用HPLC对其脱硫特性进行了检测?应用PCR技术克隆到16SrDNA片段，核苷酸序列分析结果表明?该菌的16SrDNA全序列与假单胞菌存在98%的同源性?初步确定该菌在微生物系统发育学上的地位? 43 二丁酯

周洪波等(2008)从湘江底泥筛选分离出能够高效降解邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的菌株，对其进行鉴定和降解特性研究?采用DBP为唯一碳源和能源的无机盐培养基，通过富集培养?平板划线分离得到一株优势菌，编号为XJ1?采用形态学、生理生化、(G+C)mol%和16SrDNA序列分析进行鉴定?XJ1在摇瓶中对DBP的降解能力，并进行DBP代谢产物的分析和底物广谱性测试?经过鉴定可知该菌株为Sphingomonsasp.?摇瓶实验结果表明：最佳降解条件为温度35℃，初始pH为7.0，转速150r/min；在最佳的降解条件下，40h之内DBP可完全降解?HPLC-UV检测出的中间代谢产物为邻苯二甲酸单丁酯(MBP)和邻苯二甲酸(PA)?底物广谱性实验表明菌株XJ1能够利用邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯等邻苯二甲酸酯类化合物?说明了菌株XJ1对DBP具有高效的降解能力，在处理含有邻苯二甲酸酯类化合物污染的生物修复方面具有独特的应用潜力?

王琳等(2003)研究固定化微生物降解环境内分泌干扰物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的生物特性?方法 将驯化活性污泥用聚乙烯醇包埋，并制成固定化小球?增殖培养后，在不同溶解氧、pH值、温度下对不同浓度的DBP水样进行降解试验?结果固定化微生物增殖培养后对DBP的降解率较游离活性污泥高，并且对温度?pH值的适应范围变宽，其降解过程符合酶促一级反应动力学模型?驯化获得的DBP降解优势菌群经固定?增殖培养后能有效降解底物DBP，且为酶促一级反应?

段星春等(2007)采用水-硅油双相体系从污染土壤中驯化分离到2株能够以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为惟一碳源和能源生长的菌株TS2H、TS2L，经过形态特征、生理生化以及16SrDNA序列分析，菌株分别鉴定为乙酸钙不动杆菌属(Acinetobacter calcoaceticus)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，对其降解DBP的特性进行了研究，探讨了可能的生物降解途径?结果表明，菌株TS2H?TS2L在48h内对40mg·L-1初始浓度DBP的降解率分别达到98.64%?74.62%，TS2H降解DBP的中间代谢产物主要有邻苯二甲酸以及一些小分子酸类和醇类物质?

曾峰等(1999)通过驯化富集培养，从处理石化厂废水的活性污泥中分离出1株邻苯二甲酸酯降解菌FSI，研究了邻苯二甲酸酯菌FSI对邻苯二甲酸二丁酯的生物降解特性?邻苯二甲酸酯降解菌FSI降解最适酸度为pH6.5～8.0，温度为20～35℃?菌株FSI对邻苯二甲酸二丁酯的生物降解反应速率遵循一级反应动力学模式?试验结果表明，菌株FSI对邻苯二甲本二丁酯具有高效降解作用?

王琳等(2004)筛选降解DBP的高效降解菌株?方法选用环境内分泌干扰物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为唯一碳源对采集的活性污泥进行驯化，驯化过程中DBP浓度递增，10周后采用平板分离法分离出5种菌株，并从中选出生长势态及降解效果最好的1种?结果通过正交试验，得到该菌株降解DBP的较优条件是：降解时间32h，DBP浓度200mg/L，摇床转速为100r/min，pH7，温度为30℃?此条件下DBP的降解率可达95%以上?结论经鉴定该菌株归于假单胞茵属?

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类具有一般毒性和致畸?致突变性的有机化合物，它作为重要的化工原料被大量地用于塑料生产，同时也带来了严重的环境污染问题?段星春等(2007)以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为PAEs生物降解研究的模型物，通过驯化富集培养，分离出1株能降解DBP的乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)TS2H，研究了TS2H对DBP的生物降解特性?结果表明，该菌可在好氧条件下高效降解DBP，在最佳pH值7时，150r·min-1振荡培养48h对DBP初始质量浓度为40mg·L-1的降解率可达到98.64%；TS2H对100mg·L-1内较高质量浓度的DBP均具有较高的降解效能，但当DBP质量浓度达到300 mg·L-1时，降解效能受到一定的抑制；加入营养物蛋白胨能促进菌株TS2H对DBP的降解，而葡萄糖和苯甲酸钠的加入对DBP的降解有延缓作用；菌株TS2H在一定浓度的Zn2+?Cd2+和Cu2+条件下仍可较高效地降解DBP? 44 二噁烷

蔡志强等(2008)从生产聚酯切片污水曝气池中，分离到一株能以二噁烷(1，4-二氧六环)为唯一碳源生长的菌株D4。经形态观察?生理生化实验?16S rDNA基因序列分析，该菌被鉴定为短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)?D4降解二噁烷的最适条件为pH7.0?30℃，接种量10%，在24，48h内对1000mg/L的二噁烷降解率分别为83.7%和85.6%，随着二噁烷浓度的升高，降解率下降。 45 二甲戊乐灵

王军等(2003)通过振荡平衡法和室内培养法分别研究了二甲戊乐灵在土壤中的吸附和降解规律?结果表明，二甲戊乐灵在棕壤中容易被吸附，且解吸困难，其吸附属于物理性吸附?二甲戊乐灵在土壤中的降解主要是土壤微生物的作用，其在灭菌土壤中降解速率很慢?土壤含水量的多少对其降解速率有一定影响?30ü下二甲戊乐灵在灭菌及未灭菌土壤中的半衰期分别为182.4d和162.2d；75ü下的灭菌土壤中半衰期为97.63d，是其在未灭菌土壤中半衰期35.36d的2.76倍；在120ü下灭菌土壤中的半衰期为87.74d，是其在未灭菌土壤中半衰期31.80d的2.76倍? 46 二氯丙烯

江刚(2006)认为有些用于控制害虫的农药可以在环境中持久不降解，特别是有机氯农药。最好能找到以这些物质作为碳源的微生物降解它们。例如杀虫剂1，3二氯丙烯和它的降解产物对-3-氯丙烯酸，其水解分解反应的半衰期在19℃时长达24000年，大致相当于放射性元素? 47 二氯酚

肖春玲等(2007)以2，4-二氯酚(DCP)为选择物，分离得到了3株高效降解菌，其降解率分别为63.2%，57.1%和47.4%，经鉴定，3株高效降解菌都属于芽孢杆菌属?通过对其降解性能的研究后发现：外加碳源可提高微生物的降解能力，L14与L18混合培养，降解率可达74.4%?

陈勇生等(1999)从3个不同地点采集的混合土壤中，分离到2株可利用2，4-二氯酚为唯一碳源和能源的假单胞菌DCP-1

和DCP-2，在此基础上，研究了探索了菌株DCP-1降解2，4-二氯酚的影响因素和降解过程以及遗传特性?

叶明等(2007)从合肥王小郢污水处理厂的污水池污泥中驯化分离得到1株高效降解2，4-二氯酚的菌株W-1，初步鉴定该菌株为假单胞菌属?研究表明:W-1菌株降解2，4-二氯酚的适宜条件为pH6.0?35℃?240 r·min-1?在此条件下，当2，4-二氯酚质量浓度为50 mg·L-1时，培养48 h，2，4-二氯酚降解率可达88.5%；添加50 mg·L-1的碳源(葡萄糖?淀粉?麦芽糖等)或氮源(蛋白胨?酵母膏?尿素等)对该菌株降解2，4-二氯酚无强化作用；添加0.32 mmol·L-1Fe2+?Al3+?Cu2+?Mn2+?Ba2+和Co2+对该菌株降解2，4-二氯酚能力均具有不同程度的抑制作用?

钟文辉等(2003)从土壤中分离到两株能以2，4-二氯酚为唯一碳源和能源生长的、具有降解2，4-二氯酚能力的细菌GT241—1和GTl41—2，鉴定后确定它们是假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。菌株GT241—1和菌株GTl41—2在最适温度25～30℃下，能将60～100mg/L的2，4-二氯酚分别降解到8～12mg/L和25～30mg/L。经驯化的活性污泥在投加污泥总量0.59%和1.18%(以干重计)的假单胞菌GT241—1菌体后，对舍2，4-二氯酚60mg/L和COD 1500mg/L的模拟废水分批处理20h左右后可使2，4-二氯酚含量降到最低值9mg/L，与未投加GT241—1菌体的对照相比它们对2，4-二氯酚降解速度较快。用活性污泥法对含2，4-二氯酚废水进行连续处理时，投加GT241—1菌体可加快反应器的起动；反应器以2，4一二氯酚浓度60mg/L?HRT20h 通入模拟废水运行时，投加GT241—1菌体者与未投加菌体的对照的出水中2，4-二氯酚含量分别为11.2mg/L和16.7mg/L，前者对2，4-二氯酚的处理效果较好。

全向春等(2002)将降解2，4-二氯酚(简2，4-DCP)的高效菌群固定化后，投加到序批间歇式生物反应器中(即SBR系统)，研究了强化投菌对系统去，2，4-DCP的启动时间，增强其耐负荷冲击的能力，不加固定化菌的对照系统可耐受66mg/L2，4-DCP负荷冲击，而以1.8%，3.71%，5.56%和9.28%高效菌的强化SBR系统则可分别耐受166，250，250mg/L的2，4-DCP负荷冲击，SBR强化系统运行初期对2，4-DCP的去除主要靠固定化高效菌的作用，运行一个月后，固有菌和投加菌对2，4-DCP都具有很强的降解作用?

肖春玲等(2007)以2，4-二氯酚(DCP)为降解底物，分离得到了3株高效降解菌，其降解率分别为63.2%?57.1%和47.4%，经鉴定都属于芽孢杆菌属，与常见报道的降解菌类不同?通过对筛选结果的分析发现，微生物对DCP的耐受能力与降解能力不存在正相关性，使用较低浓度的DCP筛选更有利于获得高效降解菌? 48 二氯甲烷

於建明等(2008)研究了代谢调节产物(NaCl)浓度积累对生物法降解二氯甲烷效率的影响?试验表明，一定浓度的NaCl对二氯甲烷降解菌(GD11)的生长有不同程度的抑制作用?摇瓶试验中NaCl对二氯甲烷降解菌的抑制浓度为35.1g/L；当空塔气速91.7m/h?二氯甲烷进口浓度2.02g/m^3，温度28.5℃，2.06m^3/h?pH值6.5～7.5时，生物滴滤塔中NaCl对二氯甲烷降解菌的抑制浓度为23.4g/L，两者相比有一定差异?NaCl浓度对生物膜的厚度有一定影响，这从侧面反映了NaCl浓度对微生物活性的影响?

王家德等(2002)通过驯化?筛选和富集培养，从制药厂和农药厂生化曝气池的活性污泥中分离到2株能以二氯甲烷为唯一碳源和能源而生长的菌株?菌种初步鉴定为假单胞杆菌属和放线菌科分枝杆菌属，由正交试验得出GD11?GD23两株菌的最适培养条件：GD11温度28.5℃，PH6.0纱布层数6，GD23温度25℃、H7.2、纱布层数4?研究发现NaCl浓度对菌株的降解率