氯代有机物生物降解研究进展

第2期收稿日期:2007-02-23;修回2007-04-27基金项目:国家高技术研究发展计划“863”资助项目(2004AA601061)作者简介:刘云(1981-),女,在读硕士,主要研究方向为环境微生物技术,(手机)13856419753(电子信箱)liuyun_ustb@126.com;*通讯作者,教授,(电子信箱)jza1963@263.net。氯代有机物生物降解研究进展刘云1,蒋仲安1*,王灿2(1.北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;2.清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084)摘要:综述了氯代有机物的降解机理、降解影响的因素和目前国内外研究较为活跃的几种生物降解新技术:化学、物理与生物联合处理技术、利用共代谢降解氯代有机物、基因工程菌技术、细胞固定化技术和膜生物反应器处理技术的研究进展,并提出了今后值得关注的几个方向。关键词:氯代有机物;脱氯机理;生物处理技术中图分类号:X172文献标识码:A文章编号:1003-6504(2008)02-0051-05ProgressonBiodegradationTechnologyofChlorinatedOrganicsLIUYun1,JIANGZhong-an1*,WANGCan2(1.SchoolofCivilandEnvironmentalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyofBeijing,Beijing100083,China;2.StateKeyLaboratoryofEnvironmentalSimulationandPollutionControl,DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstracts:Mechanismandimpactedfactorsofchlorinatedorganicbiodegradation,aswellasadvancesonbiodegradationtechnologiesincludingchemical,physicalandbiologicalcombinedtechnology,studyondegradingpollutantsthroughcometabolism,geneticengineeringbacteriatechnology,microorganismimmobilizationandmembranebio-reactorwerereviewed,andthefutureresearcheswereprospected.Keywords:chlorinatedorganics;mechanismofdechlorination;biodegradationtechnology氯代有机物作为一种重要的化工原料、有机溶剂和中间体,在化工、医药、农药、制革等行业中得到广泛的使用,结果导致含氯有机物的大量排放,使很多地表水和地下水都受到氯代有机物的污染,很多工业废水中的氯代有机物严重超标。另外,氯代有机物多数有“三致”效应,具生物难降解性,且对微生物和人体健康有很大毒性,因此被美国环保局(EPA)列为优先控制污染物。近年来,国内外专家学者针对净化处理水中的氯代有机物,做了大量的研究工作,本文就其生物降解机理、降解影响的因素和目前国内外研究较为活跃的几种生物降解新技术的研究进展进行了综述,并展望了今后几个值得关注的研究方向。1氯代有机物的生物降解机理与废水处理有关的主要降解微生物有细菌、真菌、藻类和原生动物,其中好氧微生物有细菌、真菌、藻类和大部分的原生动物,厌氧微生物几乎全部是细菌。这些微生物在它的生长、繁殖和代谢过程中产生了大量的酶系,通过各种酶的作用将废水中的有害污染物分解为无害物质。氯代有机物与一般的芳香族化合物相比,其可生化性大大降低,这是因为氯原子引起了化合物分子结构特性的改变,所以它的降解最重要的一步是氯取代基的脱除,根据脱氯过程中的电子得失,其机理分为氧化脱氯和还原脱氯[1]。1.1氯代有机物的氧化脱氯机理1.1.1氯代芳香族化合物氯代芳香化合物氧化脱氯是指芳香环被氧化并脱去氯取代基的过程。根据脱氯发生先后,脱氯过程有以下两种方式:(1)先开环再脱氯方式,即好氧微生物可通过双加氧酶、单加氧酶作用使苯环羟基化,形成氯代儿茶酚,进行邻位、间位开环、脱氯。如氯苯,在好氧条件下,微生物降解氯苯一般就是按先打开苯环再脱氯机理进行。最主要的转化酶是双加氧酶,氯苯的代谢中间产物是3-氯儿茶酚。Yadav等[2]进行了白腐真菌对二氯苯的降解研究,重点考察了氯原子取代