綜述微生物修復(fù)菲污染中降解菌的菌屬、降解機理、分子機制、影響因素（一）
多環(huán)芳烴(Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是一種分子結(jié)構(gòu)中含有2個或2個以上苯環(huán)并以線性、角狀、簇狀排列的有機物。主要來源于化石燃料的不完全利用及木材、煙草、有機高分子等有機物不完全燃燒時產(chǎn)生的揮發(fā)性碳氫化合物，是危害嚴(yán)重的環(huán)境污染物之一。菲是PAHs的模式化合物，由三個苯環(huán)以彎接方式排列組成，是PAHs污染物的主要成分之一。環(huán)境監(jiān)測表明，由于化石燃料的長期大量使用，導(dǎo)致菲廣泛分布在環(huán)境中，包括大氣、土壤、河流、植物等，甚至在青藏高原的冰川中都有其存在。而一旦菲進入動物、植物及人體后會使生物體內(nèi)自由基和超氧化陰離子增加，改變動、植物的抗氧化防御體系，導(dǎo)致人體器官發(fā)生氧化作用，最終破壞DNA，引起機體癌變。加之高沸點、低溶點、低生物利用性及難降解等特征，使菲在治理PAHs污染土壤中成為清除重點和難點。目前修復(fù)菲污染的方法主要有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)及生物修復(fù)。
物理修復(fù)是通過電極或超聲波，使菲在電極處富集或者從土壤表面解析出來,其優(yōu)點是清潔環(huán)保，無二次污染，但工作時間長、效率低；化學(xué)修復(fù)是通過向土壤中施灑一些化學(xué)氧化劑，使菲發(fā)生一些氧化分解反應(yīng)，變成低毒、無毒的小分子，但氧化劑會在土壤表面殘留，造成二次污染；植物、動物、微生物是生物修復(fù)的三大主體，它們可以單獨或聯(lián)合完成菲的降解過程。微生物單獨修復(fù)是通過利用以菲為唯一無機碳源的專性降解菌，在細胞吸收菲后，通過胞內(nèi)代謝，將菲轉(zhuǎn)化或分解成二氧化碳和水；或是利用能夠吸收環(huán)境中菲的根際微生物，與植物聯(lián)合作用，以及土壤動物等的協(xié)同作用對菲污染土壤進行修復(fù)。相較于物理、化學(xué)手段，微生物修復(fù)具有低成本、高效率、無二次污染、能源消耗少、作用污染物底物廣、綠色環(huán)保等特點，被認為是經(jīng)濟、有效、環(huán)保的修復(fù)技術(shù)。本文對微生物修復(fù)菲污染中降解菌的菌屬、不同菌的降解機理、分子機制、影響降解的因素等方面進行總結(jié)歸納，為進一步開發(fā)高效菲降解微生物提供參考。
1、降解多環(huán)芳烴菲的微生物菌屬
研究發(fā)現(xiàn)部分細菌、真菌、藻類可以利用菲作為碳源進行生長。菲分子通過微生物的代謝利用，最終轉(zhuǎn)化降解成一些低毒的小分子或二氧化碳，特別是細菌在菲降解過程中發(fā)揮著主要作用。
1.1原核微生物
目前能降解菲的細菌約有19個屬，見表1。
表1降解菲的細菌屬
用枯草芽胞桿菌(Bacillussubtilis)吸附濕地土壤中PAHs污染物，結(jié)果表明枯草芽胞桿菌對菲的去除率達到98%。利用生物共代謝法降解石油污染土壤中的萘、菲發(fā)現(xiàn)，紅球菌屬以菲為共代謝基質(zhì)降解萘的最高去除率達到86%，而以萘為共代謝基質(zhì)降解菲的最高去除率為42%。對華北亞粘土4種菲降解菌(假單胞菌、紅球菌、馬賽菌及假紅育菌屬)降解菲能力研究中發(fā)現(xiàn)，菲降解能力依次為假單胞菌>紅球菌>馬賽菌>假紅育菌屬。在研究焦化廢水降解過程中發(fā)現(xiàn)，黃桿菌屬菲降解能力較降解萘、吡啶、芘的能力最大，達到99%,而萘、吡啶、芘的降解率分別為93%、90%、72.5%。伯克氏菌屬(Burkholderia)也是一種典型的菲降解菌，對高濃度菲具有很好的耐受性，而氣單孢菌屬(Aeromonas)、類諾卡氏菌屬(Nocardia)、弧菌屬(Vibrio)對菲的專一性較強。
1.2真核微生物
降解菲的真核生物相較原核生物的數(shù)量較少，能降解菲的菌屬有黃胞原毛平革菌屬(Phanerochaetechrysosporium)、曲霉屬(Aspergillus)、紅酵母屬(Rhodotorula)、擔(dān)子菌屬(Basidiomycotina)和半知菌屬(Imperfect)等。其中白腐擔(dān)子菌具有高效的PAHs降解能力，降解底物范圍廣。真菌不同于細菌，主要是通過和其他生物的協(xié)同作用對多環(huán)芳烴進行降解。研究表明，在PAHs污染土壤中同時接種真菌和細菌的去污效果，要優(yōu)于真菌或細菌單接種。這是因為雙接種情況下真菌對多環(huán)芳烴進行氧化，形成了便于細菌吸收和利用的氧化態(tài)物質(zhì)，間接增加了降解效率，例如土壤中蒽經(jīng)白腐真菌氧化后的產(chǎn)物其細菌礦化速率明顯高于未經(jīng)白腐真菌氧化蒽的礦化速率，反過來這些細菌產(chǎn)生的表面活性物質(zhì)、生長因子等又可以促進真菌的生長。除此之外，真菌還可以和某些植物產(chǎn)生協(xié)同作用，尤其是一些植物內(nèi)生菌，能夠促進植物吸收土壤中的多環(huán)芳烴，從而起到降解污染物的作用。有關(guān)真菌和其他生物的協(xié)同作用，在清除土壤污染物，降低環(huán)境中有害物質(zhì)等方面已經(jīng)成為較熱的研究方向。
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