典型POPs 的生物降解修復(fù)技術(shù)研究與發(fā)展
摘要：生物吸附與降解是解決持久性有機污染物（POPs)最有潛力的方法之一，有必要介紹利用微生物把目標污染物轉(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)甚至礦化的POPs 修復(fù)原理及其技術(shù)。對此，概述了近年來國內(nèi)外基于微生物通過膜融合、胞質(zhì)融合和核融合形成能夠降解POPs 的雜種細胞的細胞融合技術(shù)；基于降解性質(zhì)粒的相容性，把能夠降解不同污染物的質(zhì)粒組合到一個菌種中，形成多質(zhì)粒的新菌種，使微生物由于代謝途徑的改變能夠礦化POPs 的基因工程菌構(gòu)建技術(shù)；基于通過某些載體把酶固定于其中實現(xiàn)活性穩(wěn)定、可以回收及可重復(fù)利用的酶固定化技術(shù)，以及基于降解菌活性酶分子亞基置換、降解菌活性酶的定點突變、降解酶的體外定向進化這幾方面的酶構(gòu)建技術(shù)；進一步分析基于分子生物學(xué)提高POPs 生物修復(fù)能力的原理，指出經(jīng)生物技術(shù)改造的工程菌和固定化酶未能進入實際應(yīng)用的障礙所在。以多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）的微生物細胞吸收和降解機理作為典型POPs 生物修復(fù)的案例，強調(diào)生物降解的過程強化需要建立多尺度上功能方面的適合；提出了分子生物學(xué)與基因工程學(xué)的結(jié)合在解決POPs 環(huán)境污染方面未來的基礎(chǔ)科學(xué)問題與研究思路。綜合上述，典型POPs 的生物修復(fù)技術(shù)的構(gòu)建需要考慮宏觀污染物協(xié)同降解的工藝理論，在基因水平、分子水平、反應(yīng)器水平及工程水平上追求更高功能方面的適合。
關(guān)鍵詞：生物修復(fù)；持久性污染物；多溴聯(lián)苯醚；細胞融合技術(shù)；酶固定化技術(shù)
持久性有機污染物（POPs）在環(huán)境中表現(xiàn)為疏水性與低劑量暴露的特點，生物吸附與降解是解決污染最有潛力的方法之一。POPs 的污染都是屬于微污染，生物修復(fù)治理微量或痕量POPs 污染的機理主要是通過植物、動物或環(huán)境微生物實現(xiàn)污染物的消解、轉(zhuǎn)移。其中，植物修復(fù)過程為利用植物轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化污染物，包括植物對污染物的直接吸收、植物根部的酶促降解、植物根系與微生物的協(xié)同吸收共代謝等，從而達到凈化環(huán)境中POPs 的目的。動物修復(fù)過程[1]是土壤中的一些大型土生動物如蚯蚓和某些鼠類能吸收或富集土壤中的殘留農(nóng)藥,并通過其自身的代謝作用把部分農(nóng)藥分解為低毒或無毒產(chǎn)物[2]，與此同時，土壤中還生存著豐富的小型動物種群，如線蟲綱、彈尾類、蜱螨類、蜈蚣目、蜘蛛目及土蜂科等，通過吸收和富集作用可以從土壤中帶走部分農(nóng)藥，但經(jīng)過5～6 個半衰期后，農(nóng)藥在動物體內(nèi)的代謝積累達到極限值，意味著動物對土壤中污染農(nóng)藥的降解作用已達極限。微生物修復(fù)過程則是利用微生物體代謝分泌的酶把POPs 轉(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)甚至礦化[3]。生物法表現(xiàn)出易于就地處理，操作簡便，其技術(shù)處理成本較低的優(yōu)點，但生物體對化合物的選擇性較高，耗時較長，有些微生物體內(nèi)缺乏有效的生物降解酶，需要篩選與馴化，構(gòu)建合理的生態(tài)系統(tǒng)。因此，生物技術(shù)對環(huán)境微生物及POPs 降解酶的改造倍受研究者的關(guān)注。本文通過分析介紹POPs 的降解菌、降解酶構(gòu)建的技術(shù)進展，以多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）的生物降解為案例，闡明近十年典型POPs 的生物降解修復(fù)技術(shù)研究及其發(fā)展。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
如果需要了解更加詳細的內(nèi)容，請點擊下載 
201203091348356960.zip
下載該附件請登錄，如果還不是本網(wǎng)會員，請先注冊
