文 献 综 述

1 绪论

1.1土壤中多环芳烃的污染

1.1.1概述

多环芳烃(PAHs)是一类广泛分布于环境中的由两个或两个以上的苯环以线形排列、弯接或簇聚的方式而构成的有机化学污染物^[1]。PAHs具有强致癌性、致崎性和致突变性。国际癌研究中心（LARC）在1976年列出94种致癌化合物中，有15种属于多环芳烃。美国环境保护局(EPA)在上世纪已将16种多环芳烃列进优先考虑的污染物名单上，许多国家包括我国也都通过书面的法律或法令确立了类似的相关标准。

微生物降解PAHs是去除PAHs的主要途径，而且这个方法见效快，成本低，没有二次污染。因此利用PAHs降解菌去除环境中持久性有机污染物，对修复持久性有机污染物有重要的理论意义和实践意义，同时还可以推动我国绿色农业的发展。芘是土壤中最常见的PAHs污染物，也可以用来检测PAHs污染，大家对芘生物降解很是关注。但是目前得到的高效降解菌株不是很多，而且在土壤中降解效果还不是特别理想，所以在本实验中，我选用芘作为主要研究对象，分离、培养和驯化出能降解芘的高效微生物菌株，对它进行鉴定，然后调节影响因子，提高它的降解率，测定中间代谢产物，为PAHs污染土壤的微生物修复提供了一些技术支撑。

1.1.2多环芳烃的现状

PAHs分为人为来源和自然来源两种，其中人为来源多。自然来源有火灾、火山爆发、生物自然合成等;人为来源有石油化工业生产、垃圾焚烧、汽车尾气排放等，其中工业化石燃料和垃圾焚烧是PAHs的主要来源。PAHs分布广，环境介质中都有它的存在。人类活动中直接排放到废气、废水等造成大气、水体以及土壤被PAHs直接污染，而物质循环又使PAHs污染扩散，地表和土壤中的多环芳烃通过自然风扬起进入大气环境，而吸附在烟气微粒和土壤颗粒上的多环芳烃随着大气扩散传向四周或更远的地方，又随降尘、降雨及降雪进入水体及土壤，从而迁移到其它地区的土壤污染和水体污染^[2] 。

1982年刘期松^[3]等报道了抚顺三宝屯四队水稻田由于30年的污灌，从而形成了重污染农地，并测得0-20cm的表层土中PAHs含量为631.9 mg/kg， 20-35cm的底土中PAHs 含量为602.95 mg/kg。根据国家环保总局南京环境科学研究所俞飞^[4]等对南京典型工业区及附近居住区多环芳烃污染特征的研究表明，焦化煤气、石油工业、有机化工、炼钢炼铁等业所排放的PAHs对厂区和周围居住环境污染十分严重，其中焦化工厂排放PAHs最多。用何种方法防治现存的土壤PAHs污染和降低PAHs污染风险也越来越受到了全世界的重视。

1.1.3多环芳烃的危害

PAHs具有强致癌性、致崎性和致突变， PHAs在致癌化学物中占了很大比例。PAHs会通过呼吸道和皮肤，从而引起鼻咽癌、胃癌和肺癌等疾病。

PAHs对微生物生长有强抑制作用。PAHs由于水溶性差以及稳定的环状结构，很难被生物利用，它们对细胞的破坏作用可以抑制普通微生物的生长，抑制机理很可能是因为PHAs进入微生物体后，和多功能氧化酶互相作用，抑制酶活。

PAHs具有光致毒效应。据报道，PAHs吸收紫外光能后，被激发成单线态及三线态分子，被激发分子的能量可通过不同途径损失，其中一部分被激发的PAHs分子将能量传给氧，从而产生出反应能力极强的单线态氧，它能破坏生物膜，从而损伤DNA，引起细胞遗传信息发生突变^[5,6]。

1.2微生物修复典型PAHs(芘)的机理

1.2.1 PAHs的微生物吸收

PAHs的辛醇一水分配系数高，水溶性低，性质稳定因素影响了其微生物修复的效果，因此提高PAHs的生物可利用性可能是微生物修复PAHs的主要因素。提高在修复PAHs过程中的生物可利用性的方法主要有两个：(1)增强吸附在土壤颗粒或有机质中PAHs的解吸附及PAHs水溶性；(2)强化PAHs与微生物、植物和动物等修复主题之间的质量传递。据研究表明，水溶性低是制约PAHs微生物降解的重要影响因素，提高PAHs降解效率的主要手段是提高溶解度。

有研究发现，表面活性剂具有固定的亲水亲油基团使表面张力明显下降，有利于促进有机物的解析和溶解，提高PAHs的生物可利用性，进而提高生物修复效果。