石油降解微生物的研究現(xiàn)狀

1、石油降解微生物的研究現(xiàn)狀石油降解微生物的研究現(xiàn)狀陳宇翔生物工程學(xué)號(hào)：11208523802538摘要：摘要：本文簡(jiǎn)單介紹了石油降解微生物的概念，并敘述了石油降解微生物的降解機(jī)理和影響微生物降解的條件。舉例說(shuō)明了生物降解石油烴的研究現(xiàn)狀和對(duì)未來(lái)研究方向的展望。Abstract:thispaperbrieflyintroducestheconceptofmicroganismoildescribesthedegradationofmicro

2、ganismoilmechanisminfluencingmicrobialdegradationofconditions.Fexamplethebiodegradationpetroleumhydrocarbonstheresearchpresentsituationprospectofthefuturestudytrends.關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：石油烴降解微生物石油污染高效性研究現(xiàn)狀展望Keywds:petroleumhydrocarb

3、onmicroganismoilpollutionefficiencyresearchstatusprospect引言：引言：石油作為重要能源之一已被世界各國(guó)廣泛使用，隨之而來(lái)的石油烴污染已經(jīng)對(duì)人類(lèi)生存的土壤及水體環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害，微生物降解是一種處理石油烴污染的理想方法。在石油及石油產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用中，不可避免的會(huì)對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境造成污染，防范、治理石油污染成為環(huán)境保護(hù)的重要任務(wù)之一。目前用于石油污染治理的方法主要有：物理修復(fù)法，化學(xué)

4、修復(fù)法和生物修復(fù)法。與傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法比較，生物修復(fù)法具有經(jīng)濟(jì)花費(fèi)少、對(duì)環(huán)境影響小、遺留問(wèn)題少、最大限度地降低污染物的濃度、修復(fù)時(shí)間較短、就地修復(fù)、操作方便等特點(diǎn)[1]，是國(guó)內(nèi)外科研工作者關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域，在石油污染的治理中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文從介紹石油降解微生物開(kāi)始人手，認(rèn)真分析了石油降解微生物的種類(lèi)、菌種特征、降解機(jī)理，分析了目前用于處理石油污染的微生物的技術(shù)特點(diǎn)，現(xiàn)階段研究現(xiàn)在和具體應(yīng)用，并對(duì)未來(lái)的研究方向做出了大膽的設(shè)想和展

5、望。般只占微生物群落的1％，而當(dāng)環(huán)境受到石油污染時(shí)，降解菌比例可提高到10％[7]。含質(zhì)粒細(xì)菌在石油烴污染環(huán)境中出現(xiàn)的頻率和數(shù)量比非污染環(huán)境高，說(shuō)明質(zhì)粒在石油烴的降解中可能起著重要作用。降解質(zhì)粒的存在為降解工程菌的構(gòu)建提供了可能。2.2.石油降解微生物的降解機(jī)理石油降解微生物的降解機(jī)理主要分為兩大類(lèi)及石油烴的有氧降解和無(wú)氧降解主要分為兩大類(lèi)及石油烴的有氧降解和無(wú)氧降解2.12.1石油烴類(lèi)的有氧降解石油烴類(lèi)的有氧降解2.1.12.1.1有

6、氧降解機(jī)理有氧降解機(jī)理好氧微生物在降解有機(jī)物的代謝過(guò)程中以分子氧作為受氫體，如果分子氧不足，降解過(guò)程就會(huì)因?yàn)闆](méi)有受氫體而不能進(jìn)行，微生物的正常生長(zhǎng)規(guī)律就會(huì)受到影響，甚至被破壞。有氧降解是由好氧微生物和兼性微生物起作用；降解結(jié)果使得有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、NH4等。有氧降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化速率快，要求充分供氧。對(duì)環(huán)境要求較為寬松，pH值在65～85即可。2.1.22.1.2有氧降解方式有氧降解方式[8]鏈烷烴的有氧降解鏈烷烴的有氧降解C原

7、子數(shù)大于1的正烷烴，其降解途徑以烷烴末端氧化最為常見(jiàn)。微生物攻擊鏈烷烴的末端甲基，由加氧酶、脫氫酶、水化酶等混合功能氧化酶催化，生成伯醇，再進(jìn)一步氧化為醛和脂肪酸，脂肪酸接著通過(guò)氧化進(jìn)一步代謝，被徹底氧化成二氧化碳和水。有些微生物攻擊鏈烷烴的次末端，在鏈內(nèi)的碳原子上插入氧。這樣，首先生成仲醇，再進(jìn)一步氧化，生成酮，酮再代謝為酯，酯鍵裂解生成伯醇和脂肪酸。醇接著繼續(xù)氧化成醛、羧酸，羧酸則通過(guò)G氧化進(jìn)一步代謝。支鏈烷烴的降解途徑和直鏈烷烴相

8、似。相對(duì)直鏈烷烴而言，支鏈烷烴較難為微生物所降解，支鏈的存在增強(qiáng)了烷烴的抗蝕能力，并且支鏈越多越大，被微生物降解的難度越大。支鏈烷烴的氧化還會(huì)受到正構(gòu)烷烴氧化作用的抑制。環(huán)烷烴的有氧降解環(huán)烷烴的有氧降解脂環(huán)化合物通常不能用作微生物生長(zhǎng)的唯一碳源，除非有足夠長(zhǎng)的脂族側(cè)鏈。因此，烷基取代的脂環(huán)化合物可能被氧化的兩個(gè)位置是側(cè)鏈和脂環(huán)上。環(huán)烷烴的降解需要兩種氧化酶的協(xié)同氧化，一種氧化酶先將其氧化為環(huán)醇，接著脫氫形成環(huán)酮，另一種氧化酶再氧化環(huán)酮，

9、環(huán)斷開(kāi)，之后深入降解。雖然已發(fā)現(xiàn)能夠在環(huán)已烷上生長(zhǎng)的微生物，但更常見(jiàn)的是能轉(zhuǎn)化環(huán)已烷為環(huán)已酮的微生物不能內(nèi)酯化和開(kāi)環(huán)，而能將環(huán)已酮內(nèi)酯化和開(kāi)環(huán)的微生物卻不能轉(zhuǎn)化環(huán)已烷為環(huán)已酮?？梢?jiàn)微生物之間的互生關(guān)系和共代謝在環(huán)烷烴的生物降解中起著重要作用。如環(huán)已烷，由混合功能氧化酶的羥化作用生成環(huán)已醇，后者脫氫生成酮，再進(jìn)一步氧化，一個(gè)氧插入環(huán)而生成內(nèi)酯，內(nèi)酯開(kāi)環(huán)，一端的羥基被氧化成醛基，再氧化成羧基，生成的二羧酸通過(guò)β一氧化進(jìn)一步代謝。芳香烴的有氧