氯酚生物降解机理与外生菌根真菌对五氯酚可降解性毕业论文

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1、黄艺等：五氯酚生物降解机理与外生菌根真菌对五氯酚可降解性5五氯酚生物降解机理与外生菌根真菌对五氯酚可降解性摘要：五氯酚是氯酚族中最具毒性和最难降解的有机污染物。不同种类的微生物由于其降解污染物的生化机制不同，使得五氯酚的降解途径多样化。文章通过综述好氧与厌氧微生物降解五氯酚的降解菌和降解途径，认为五氯酚首先通过脱氯转化为低氯代化合物后再开环，因此脱氯就成为五氯酚降解的关键步骤。参与脱氯的关键酶系主要包括过氧化物酶和酚氧化酶。外生菌根真菌可降解多种难降解有机污染物，并具有生成过氧化物酶和酚氧化酶的机制，因此外

2、生菌根真菌具有降解五氯酚的潜力与优势。这些信息将为进一步开展五氯酚生物降解机理研究，应用微生物—植物复合系统修复污染土壤提供基础。关键词：五氯酚；生物降解；酶；外生菌根真菌中图分类号：X172文献标识码：A文章编号：1672-2175（2006）05-1080-06黄艺等：五氯酚生物降解机理与外生菌根真菌对五氯酚可降解性5五氯酚（pentachlorophenol，PCP）作为有机氯农药广泛地用作杀菌剂、杀螺剂、杀藻剂、杀虫剂和除草剂，以及木材防腐剂。由于它在环境中的持久难降解性，以及对人体健康的潜在威胁，

3、五氯酚已被美国国家环保局（USEPA）、欧洲委员会（EuropeanCommission）和日本环境署列入环境治理优先控制重点污染物名单，并禁止继续使用。五氯酚在我国主要用于农作物防病治病以及木材防腐和血吸虫的防治，目前在农业上已基本停止使用，只在化工行业少量使用。但作为五氯酚污染源之一的五氯酚钠，现仍在使用中，据最新的中国化学工业年鉴统计，2000年五氯酚钠产量为5500t，这就使得五氯酚污染广泛存在于土壤和水体中。环境中，尤其是土壤中的五氯酚残留，将在相当长的一段时间内对生态系统和人体健康构成威胁。因此

4、，如何去除环境中五氯酚污染，成为环境修复的焦点研究之一。土壤生物修复（bioremediation）是利用特定的生物（植物、微生物或原生动物）吸收、转化、清除或降解土壤污染物，实现土壤净化、生态效应恢复的生物措施。土壤污染往往面积大，污染物浓度相对比较低，生物修复就成为其最优选择。此外，与物理和化学修复相比，生物修复还具有非破坏性、经济性和安全性的优点。其中，利用土壤微生物对有机污染物的降解以及植物对污染物的吸收转化修复污染土壤，受到广泛的研究。菌根是土壤真菌与高等植物根系形成的一种共生体，菌根真菌与植物在

5、长期的生物进化中形成了互利的共生关系，植物为菌根真菌提供基本的碳源，菌根真菌则增加植物对水分和矿质养分的吸收，增强植物对各种环境压力的抵抗能力。大量研究表明菌根能有效降解和转移环境污染物，使得菌根在20世纪80年代后，在环境研究中倍受关注。本文从五氯酚的可生物降解性出发，综合了近十几年来五氯酚生物降解的方式和类型，并探讨了五氯酚的生物降解规律和降解机理，结合外生菌根真菌对有机污染物的强降解能力和特有的酶机制，探讨外生菌根真菌对五氯酚的可降解性，为今后利用菌根植物修复五氯酚污染土壤的研究提供基础。1五氯酚的降

6、解菌和降解途径1.1五氯酚的降解菌生物能转化或降解环境中的污染物是环境生物修复的基础，而污染物的生物降解性与污染物的化学结构特征和微生物对污染物质的适应性息息相关。一般认为，卤代基作为苯环上的取代基时，会降低芳香烃化合物的可生物降解性，且取代基的个数越多，越难降解。同时氯酚类有机物的毒性也随着含氯数的增加而增加，因此，五氯酚是氯酚族中最具毒性和最难降解的一种化合物。目前已知有多种细菌和真菌可降解五氯酚。其中细菌种类有节杆菌属（Arthrobacter）、脱亚硫酸菌属（Desulfitobacterium）、

7、分枝杆菌属（Mycobacterium）、假单胞菌属（Pseudomonas）、红球菌属（Rhodococcus）、沙雷式菌属（Serratia）和氯酚鞘氨醇单胞菌属（SphingomonaschlorophenolicaformerlyFlavobacterium）等[1-7]；真菌有齿毛菌属（Cerrena）、香菇（Lentinulaedodes）、原毛平革菌属（Phanerochaete）、丝核菌属（Rhizoctonia）和根霉属（Rhizopus）等[8-11]。1.2厌氧性微生物对五氯酚的降解大

8、量的五氯酚生物降解研究主要围绕着厌氧过程和厌氧反应器展开。还原脱氯作用是最常见和最有效的代谢方式，这是由于厌氧菌除具有高效催化还原性脱氯反应的大量低氧化还原电位辅助因子和酶之外，一些厌氧微生物经过进化具有了利用特定的有机卤化物作为最终电子受体的能力[12]。厌氧混合菌对五氯酚的降解过程如图1所示，五氯酚脱去氯原子依次转化为黄艺等：五氯酚生物降解机理与外生菌根真菌对五氯酚可降解性5四氯酚、三氯酚、二氯酚和氯酚后，生