典型POPs 的生物降解修复技术研究与发展
摘要：生物吸附与降解是解决持久性有机污染物（POPs)最有潜力的方法之一，有必要介绍利用微生物把目标污染物转化为易降解的物质甚至矿化的POPs 修复原理及其技术。对此，概述了近年来国内外基于微生物通过膜融合、胞质融合和核融合形成能够降解POPs 的杂种细胞的细胞融合技术；基于降解性质粒的相容性，把能够降解不同污染物的质粒组合到一个菌种中，形成多质粒的新菌种，使微生物由于代谢途径的改变能够矿化POPs 的基因工程菌构建技术；基于通过某些载体把酶固定于其中实现活性稳定、可以回收及可重复利用的酶固定化技术，以及基于降解菌活性酶分子亚基置换、降解菌活性酶的定点突变、降解酶的体外定向进化这几方面的酶构建技术；进一步分析基于分子生物学提高POPs 生物修复能力的原理，指出经生物技术改造的工程菌和固定化酶未能进入实际应用的障碍所在。以多溴联苯醚（PBDEs）的微生物细胞吸收和降解机理作为典型POPs 生物修复的案例，强调生物降解的过程强化需要建立多尺度上功能方面的适合；提出了分子生物学与基因工程学的结合在解决POPs 环境污染方面未来的基础科学问题与研究思路。综合上述，典型POPs 的生物修复技术的构建需要考虑宏观污染物协同降解的工艺理论，在基因水平、分子水平、反应器水平及工程水平上追求更高功能方面的适合。
关键词：生物修复；持久性污染物；多溴联苯醚；细胞融合技术；酶固定化技术
持久性有机污染物（POPs）在环境中表现为疏水性与低剂量暴露的特点，生物吸附与降解是解决污染最有潜力的方法之一。POPs 的污染都是属于微污染，生物修复治理微量或痕量POPs 污染的机理主要是通过植物、动物或环境微生物实现污染物的消解、转移。其中，植物修复过程为利用植物转移或转化污染物，包括植物对污染物的直接吸收、植物根部的酶促降解、植物根系与微生物的协同吸收共代谢等，从而达到净化环境中POPs 的目的。动物修复过程[1]是土壤中的一些大型土生动物如蚯蚓和某些鼠类能吸收或富集土壤中的残留农药,并通过其自身的代谢作用把部分农药分解为低毒或无毒产物[2]，与此同时，土壤中还生存着丰富的小型动物种群，如线虫纲、弹尾类、蜱螨类、蜈蚣目、蜘蛛目及土蜂科等，通过吸收和富集作用可以从土壤中带走部分农药，但经过5～6 个半衰期后，农药在动物体内的代谢积累达到极限值，意味着动物对土壤中污染农药的降解作用已达极限。微生物修复过程则是利用微生物体代谢分泌的酶把POPs 转化为易降解的物质甚至矿化[3]。生物法表现出易于就地处理，操作简便，其技术处理成本较低的优点，但生物体对化合物的选择性较高，耗时较长，有些微生物体内缺乏有效的生物降解酶，需要筛选与驯化，构建合理的生态系统。因此，生物技术对环境微生物及POPs 降解酶的改造倍受研究者的关注。本文通过分析介绍POPs 的降解菌、降解酶构建的技术进展，以多溴联苯醚（PBDEs）的生物降解为案例，阐明近十年典型POPs 的生物降解修复技术研究及其发展。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
如果需要了解更加详细的内容，请点击下载 
201203091348356960.zip
下载该附件请登录，如果还不是本网会员，请先注册
