有机氯生物降解机制研究进展

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1、有机氯生物降解机制研究进展摘要：有机氯化合物是重要的化工原料，一旦进入环境中，具有难降解，有毒和“三致”等有害性质。有关有机氯化合物好氧和厌氧的研究已经进行30多年，取得了很多成果，本文对三种重要有机氯化合物：多氯联苯、三氯乙烯，氯代苯酚及其衍生物的微生物降解机制进行解释，并简单介绍了降解有机氯微生物的分离鉴定进展。关键词：有机氯化合物，生物降解，多氯联苯（PCBs），三氯乙烯（TCE），氯代苯酚（CPs）TheResearchProcessonMetabolismsofOrganochlorineBiode

2、gradationAbstract:Organochlorinecompoundsaresignificantchemicalrawmaterials.Oncedischargedintoenvironment,Organochlorinecompoundsaredegradation-resistant,carcinogenic,mutagenicandcytotoxic.StudiesaboutOrganochlorinecompoundsbiodegradationinaerobicandanaerob

3、icconditionshasbeencarriedon,andhavegotlotsoffindings.Thearticleintroducesthebiodegradationmetabolismsofpolychlorinatedbiphenyls,Trichloroethylene,Chlorophenolsandtheirderivatives,andprocessonseparationandidentificationoforganochlorinedegradationmicroorgani

4、sms.Keywords:organochlorine,biodegradation,PCBs,TCE,CPs有机氯化合物被广泛应用于农药、医药、合成材料、机械等行业[1]，这类化合物一旦流失到环境中，由于其具有的难生物降解性使得有机氯化合物会长期在环境中积累、迁移和转化，对人类健康造成巨大威胁。30多年的研究表明，好氧微生物和厌氧微生物对有机氯化合物均具有降解作用，并利用生物降解作用对环境中的有机氯进行降解，修复受损环境。有机氯生物降解机制可分为好氧生物降解机制和厌氧生物降解机制，它们的共同点是：最重要的一

5、步都是化合物上的氯取代基的去除。本文结合多个研究成果，对三种重要有机氯化合物：多氯联苯、三氯乙烯，氯代苯酚及其衍生物的微生物降解机制进行解释，并简单介绍降解有机氯微生物的分离鉴定进展。1多氯联苯的生物降解机制多氯联苯（polychlorinatedbiphenyls，PCBs）在1881年由德国H.施米特和G.舒尔茨首先合成，美国于1929年开始工业生产PCBs。在30年后，PCBs在美国和全世界许多国家已经被禁止生产。PCBs是一族联苯骨架上的氢被氯取代的化合物的总称，根据氯取代位置的不同，PCBs存在20

6、9种不同的分子结构。PCBs包括12种世界范围内的持续性有机污染物[2]，以及15种被美国环保局（EnvironmentalProtectionAgency，EPA）列入优先污染物名单的污染物[3]。PCB污染物会沉积在河流、湖泊、港口中，通过食物链产生生物累积和生物放大效应，对人类健康产生重大威胁[4]。在自然环境中发生的PCBs厌氧还原脱氯过程，耦合了好氧降解过程，不仅可以降低PCBs的毒性，而且可以完全分解PCBs[5]。这一过程经常发生在水体沉积物中，但至今还无法通过实验手段完全解释其具有的脱氯潜质[

7、6,7]。通过对WoodsPond中微生物脱氯机制的研究，除了已知的N过程和P过程，发现了另外两种机制：邻位脱氯过程和对位脱氯过程（图1）。邻位脱氯过程图1在WoodsPond微生物群落中246-CB的邻位脱氯过程和对位脱氯过程Fig.1OrthoandLPdechlorinationof246-CBobservedinmicrocosmsofWoodsPondsediment.仅发生在少数同属化合物中，过程是：2356-CB脱氯形成235-CB；264-CB脱氯形成24-CB，然后脱氯形成4-CB。因为这个

8、过程没有在WoodsPond原位或其它有关Aroclor-1260的脱氯研究中发现，所以邻位脱氯过程可能在Aroclor-1260的脱氯中不重要。但是，因为这一过程可以脱去24-和246-氯苯环上的邻位氯，所以其具有更大的脱氯潜能，可以进行许多N过程产物的脱氯，比如：246-24-CB→24-24-CB→24-4-CB→4-4-CB。第二个过程——对位脱氯过程从24-和246-氯苯系化合物中脱去对位