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生物酶对五氯联苯降解的初步研究

2017-01-06季蕾陈贯虹傅晓文黄玉杰王加宁张强

山东科学 2016年6期
关键词:污染研究

季蕾,陈贯虹,傅晓文,黄玉杰,王加宁,张强

(山东省科学院生态研究所, 山东省应用微生物重点实验室, 山东 济南 250014)

【环境与生态】

生物酶对五氯联苯降解的初步研究

季蕾,陈贯虹,傅晓文,黄玉杰,王加宁,张强*

(山东省科学院生态研究所, 山东省应用微生物重点实验室, 山东 济南 250014)

多氯联苯(PCBs)是具有代表性的持久性有机污染物(POPs),其氯代数目越多,降解越难。本文以分离筛选的6株PCBs降解细菌为材料,制备了含有NADH辅酶再生系统关键酶甲酸脱氢酶(FDH)的PCBs降解复合酶,研究了其对PCBs的降解效果。结果表明,Pseudomonassp. MGB11胞内酶/FDH复合酶对五氯联苯PCB114的降解率在10 h内可达69.4%,对于高毒性、难降解的高氯PCBs的污染修复具有应用价值。

五氯联苯; 降解复合酶; 甲酸脱氢酶

工业化学品多氯联苯(PCBs)是首批被列入国际持久性有机污染物( persistent organic pollutants, POPs)公约的污染物,具有持久性、半挥发性、长距离迁移性、生物蓄积性和高毒性的污染特性[1],其氯化程度越高,越难分解。五氯联苯作为高氯PCBs,与低氯代物相比,具有更高的毒性和持久性[2]。目前,POPs污染事故仍不断发生,及时、有效地修复污染环境,对人类健康和经济发展至关重要。

微生物降解因其低耗、易于实现原位修复、环境安全和纯生态过程的显著优点[3],是公认的治理PCBs污染的一种环保而有效的手段。好氧微生物能够把低氯PCBs(nCl<5)氧化为氯代苯甲酸,但很难降解高氯PCBs(nCl≥5)[4];厌氧生物过程将高氯PCBs还原成低氯PCBs,但不能破坏苯环结构[5],PCBs好氧开环过程需要联苯双加氧酶等NADH依赖型氧化还原酶[6-8]。NADH的持续供给可通过高效、低成本的甲酸/FDH(甲酸脱氢酶) 辅酶再生系统实现[9]。

本研究针对微生物降解高氯PCBs周期长、效率低的问题,以五氯联苯为降解底物,选用实验室自行分离筛选的6株PCBs降解好氧细菌,制备含有NADH辅酶再生系统关键酶FDH的PCBs降解复合酶,提高高氯PCBs的降解效率,以实现对PCBs污染的快速修复。……

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