污染環(huán)境的微生物修復(fù)技術(shù)

污染環(huán)境的微生物修復(fù)技術(shù)環(huán)境的化學(xué)污染

化學(xué)曾經(jīng)為社會(huì)的進(jìn)步發(fā)現(xiàn)了或合成了成千上萬種新的化合物，到了1985年，在美國(guó)化學(xué)文摘（ChemicalAbstracts,CA）上正式登錄的化合物數(shù)目已達(dá)到了600萬種，1990年就超過了1000萬種，目前已知的化合物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過3000萬種！全球人工合成的化學(xué)物質(zhì)，1970年已達(dá)6000多萬噸，到1985年增加到2億5千萬噸。大量的環(huán)境異生物質(zhì)通過各種途徑進(jìn)入環(huán)境，含量不一，變化多端，對(duì)環(huán)境帶來巨大影響，給地球生物帶來各種即時(shí)的或潛在的危害。進(jìn)入自然界中的化合物（污染物）受到物理、化學(xué)、光化學(xué)和生物的作用而降解轉(zhuǎn)化。研究證明，生物作用是物質(zhì)降解的主要機(jī)制，而微生物又在其中占重要地位。微生物具有強(qiáng)大的降解轉(zhuǎn)化能力微生物種類繁多，分布廣，代謝類型多樣微生物個(gè)體微小，比表面積大，代謝速率快微生物繁殖快，易變異，適應(yīng)性強(qiáng)具有多種降解酶微生物的降解性質(zhì)粒對(duì)環(huán)境異生物質(zhì)的降解質(zhì)粒降解底物寄主質(zhì)粒大小傳播方式寄主范圍NAH萘惡臭假單胞菌（Ps.putida）70kb接合廣SAL水楊酸鹽惡臭假單胞菌（Ps.putida）63、72、82kb接合廣CAM樟腦惡臭假單胞菌（Ps.putida）>200kb接合廣OCT正辛烷、乙烷、癸烷、辛烷嗜油假單胞菌（Ps.oleovoransPpG6）>200kb非接合未知XYL甲苯、對(duì)或間二甲苯小田假單胞菌（Ps.avilla）117kb接合廣TOL甲苯、對(duì)或間二甲苯、1、2、4—三甲基苯惡臭假單胞菌（Ps.putida）117kb接合廣FP對(duì)位、間位或原位甲酚銅綠假單胞菌（Ps.aerubinosa）未知接合未知ETB甲苯、乙苯、苯甲酸熒光假單胞菌（Ps.fluorescend）未知接合未知pAC21二聯(lián)苯、對(duì)氯聯(lián)苯克氏桿菌（Klebsiella

pneumoniaeAC901）65kd接合未知PKF1二聯(lián)苯、對(duì)氯聯(lián)苯不動(dòng)桿菌屬（Acinetobatersp.）節(jié)桿菌屬（Arthrobatersp.）53.7kd接合未知pAC253—CBA惡臭假單胞菌屬117kb接合未知pB133—CBA惡臭假單胞菌屬117kb接合未知pAC274—CBA惡臭假單胞菌屬110kb接合未知未命名質(zhì)粒3、5—二甲基酚惡臭假單胞菌屬>78kb接合未知pAC313、5—二氯苯甲酸惡臭假單胞菌屬72kb接合未知pJP12、4—D、3—CBA、MCPA爭(zhēng)論產(chǎn)堿菌（Alcaligeres

paradoxus）88kb接合廣pJP3、4、5、72、4—D、3—CBA、MCPA真氧產(chǎn)堿菌（Al.eutrophus

B13）80kb接合廣pJP2、92、4—D、MCPA爭(zhēng)論產(chǎn)堿菌52kb接合廣天然降解性質(zhì)粒pUO1氟代乙酸鹽莫拉氏菌屬（Mraxellasp.）43.7kb接合未知未命名質(zhì)粒2、6—二氯甲苯洋蔥假單胞菌（Ps.cepacia）63kb接合未知pWR13—CBA假單胞菌72kb/40kb接合未知pDG3、42、4、5—T洋蔥假單胞菌（Ps.cepacia）170kb接合未知pOADAcd未知未知未知NIC菸堿/菸堿鹽凸形假單胞菌（Ps.convexa）未知接合未知pKG2菲、聯(lián)苯Beijerinckiasp.20.8kb未知未知ASL芳基苯磺酸P.testo.steroni61kb未知未知DBL硫芴假單胞菌55kb未知未知pCIT1苯胺假單胞菌100kb未知未知PEG苯乙烯P.fluorescenaST37kb未知未知pCS1對(duì)硫磷P.diminuta60kbpOAD2尼龍寡聚體黃桿菌（F.sp.k172）60kbpWE1(BHC)六六六氣單胞菌（Aeromonassp.IIs-A）未知未知未知RAF棉子糖大腸桿菌(E.coli)未知接合未知SCR蔗糖大腸桿菌(E.coli)未知接合未知LAC乳糖小腸結(jié)腸炎耶而森氏菌（Yersiniaenterocolitica）50kb接合未知PKJ甲苯假單胞菌未知未知未知pOAP26—氨基乙酸黃桿菌（Flavobacterium

brevi）未知未知未知PWR五氯苯甲酸CYM對(duì)異丙基甲酸2-HP2-羥基吡啶未命名質(zhì)粒冷彬醇Rhodococcus

erythopolis微生物對(duì)污染物降解機(jī)制礦化作用（mineralization）

指有機(jī)物在微生物的作用下徹底分解為H2O、CO2和簡(jiǎn)單的無機(jī)化合物的過程，是徹底的生物降解（終極降解)，可從根本上清除有毒物質(zhì)的環(huán)境污染。實(shí)質(zhì)都是酶促反應(yīng)。共代謝作用（Co-metabolism）當(dāng)環(huán)境中存在其他可利用的碳源和能源時(shí)，難降解的化合物才能被利用（被修飾或轉(zhuǎn)化但非徹底降解）。生物降解與生物催化數(shù)據(jù)庫共收集了1147種化合物；

178條代謝途徑；

1236種反應(yīng)；

802種酶；共涉及467種微生物總結(jié)了252條生物降解與轉(zhuǎn)化的規(guī)律Dehalococcoides

ethenogenes,

清除有機(jī)溶劑造成的污染；PseudomonasputidaKT2440,

有機(jī)污染物的生物修復(fù)中潛力巨大，該菌株甚至還能促進(jìn)植物生長(zhǎng)并具有抗植物病害作用；Alcanivorax

borkumensis,海洋石油消除。Caulobacter

crescentus,應(yīng)用于低營(yíng)養(yǎng)水環(huán)境的生物修復(fù)；455TotalGenomes438Complete,17Incomplete，31

Archaea,421Bacteria,3Viruses完成全基因組測(cè)序的環(huán)境修復(fù)修復(fù)相關(guān)Geobacter

sulfurreducens,

幫助轉(zhuǎn)化鈾和其它一些放射性金屬物質(zhì)Desulfovibrio

vulgaris,幫助修復(fù)鈾和鉻等重金屬污染；Shewanella

oneidensis去除鉻、鈾等環(huán)境有毒金屬；Deinococcus

radiodurans，地球上最耐輻射的的生物，耐受的輻射劑量150萬拉德，是人類耐受1000-3000倍；微生物修復(fù)技術(shù)是指利用處理系統(tǒng)中的微生物的代謝活動(dòng)來減少污染現(xiàn)場(chǎng)污染物的濃度，或者使環(huán)境中的污染物的危害減少到最低程度。這種技術(shù)的最大特點(diǎn)是可以對(duì)大面積的污染環(huán)境進(jìn)行治理，目前所處理的對(duì)象主要有石油、廢水及農(nóng)藥污染。微生物修復(fù)的產(chǎn)業(yè)化水平

國(guó)外尤其是美國(guó)許多生物修復(fù)公司，針對(duì)土壤污染物種類，研制了相應(yīng)的微生物制劑、營(yíng)養(yǎng)添加劑和配套的工藝措施，開展了土壤中化學(xué)農(nóng)藥、石油烴、重金屬等污染的微生物治理。

美國(guó)BCI公司（BioremediationConsultingInc.）

美國(guó)WIKAssociatesInc美國(guó)工程服務(wù)生物修復(fù)公司（EngineeringServicesandBioremediationCompany）。美國(guó)WIKAssociateInc.開發(fā)的Bugs+plus系列環(huán)境修復(fù)用生物制劑產(chǎn)品

石油污染的微生物降解與修復(fù)石油是含有多種烴類（正烷烴、支鏈烷烴、芳烴、環(huán)烴）及少量其他有機(jī)物（硫化物、氮化物、酸類）的復(fù)雜混合物。

石油廢水中常見的有毒烴類有機(jī)化合物石油廢水中常見的有毒的含氮、含硫有機(jī)化合物目前環(huán)境中烴類化合物污染的主要來源是石油污染，石油開采、運(yùn)輸、加工、使用過程均可對(duì)環(huán)境造成污染；油輪失事、油田漏油、噴井等使大面積海域或土地受嚴(yán)重的污染。2003年，載有7.7萬噸燃料油的“威望號(hào)”油輪13日在西班牙加利西亞省海域擱淺，船體破裂，有5000噸料油泄漏，形成一條巨大的污染帶。原油在強(qiáng)風(fēng)大浪的作用下，已經(jīng)蔓延到加利西亞海岸。船體側(cè)翻正在下沉沉沒瞬間平靜下的不安海底“定時(shí)炸彈”“威望”號(hào)油輪上共載有7萬多噸原油，目前，泄漏的原油總數(shù)已猛增至5000噸，對(duì)西班牙境內(nèi)腓尼斯特雷角和馬爾皮卡間33.6公里的海域造成嚴(yán)重污染。在污染最嚴(yán)重的海域，泄漏的原油有38.1厘米深，一眼看去海面上一片黑。由于數(shù)十萬鳥類都在事發(fā)海域過冬，原油的泄漏將會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成毀滅性打擊，一些珍貴物種從此不復(fù)存在。海洋表面的石油經(jīng)擴(kuò)散、揮發(fā)、乳化、沉淀后，部分可能受紫外線作用而發(fā)生光分解，但速度很慢。

石油降解微生物廣泛分布于自然界。微生物可在1～2周內(nèi)形成細(xì)菌群落，2～3月內(nèi)石油被分解消失。石油降解微生物目前已知有100余屬，200多種，分屬于細(xì)菌、放線菌、霉菌、酵母和藻類。石油降解微生物細(xì)菌：假單胞菌屬(G-)、黃桿菌屬、棒桿菌屬、無色桿菌屬、不動(dòng)桿菌屬、小球菌屬、弧菌屬、藍(lán)細(xì)菌等放線菌：洛卡氏菌屬和分支桿菌屬，但對(duì)烴類降解不徹底，有中間產(chǎn)物積累。真菌：有枝孢霉、曲霉、青霉等屬的菌株；酵母有假絲酵母屬（Candida），紅酵母屬、球擬酵母屬中的菌。石油生物降解機(jī)理：

（1）烷烴的分解過程是逐步氧化，微生物攻擊鏈烷的末端（次末端）甲基，由加氧酶催化生成相應(yīng)的醇、醛（酮）和酸（酯），而后經(jīng)β-氧化，形成短鏈脂肪酸和乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)。R-CH2-CH3R-CH2-CH2OHR-CH2-CHOR-CH2COOH

β－氧化MFOMFOMFO環(huán)烷烴降解途徑芳香烴化合物好氧代謝途徑芳香烴被微生物降解時(shí)，如有側(cè)鏈，一般先從側(cè)鏈開始氧化。然后發(fā)生芳香環(huán)的氧化：由加氧酶氧化為鄰苯二酚（兒茶酚），二羥基化的芳香環(huán)再氧化，鄰位或間位開環(huán)（如苯）。多環(huán)芳烴的生物降解，現(xiàn)先是一個(gè)環(huán)二羥基化、開環(huán)，然后第二個(gè)環(huán)以同樣的方式降解。咔唑(Carbozole，簡(jiǎn)稱CA)的代謝由于大部分咔唑類、噻吩類雜環(huán)化合物的化學(xué)鍵相當(dāng)牢固，在常溫常壓下，化學(xué)法幾乎不可能降解石油中有機(jī)硫、有機(jī)氮及其它難以降解的雜環(huán)化合物。含原油廢水的處理效果化石燃料煤和石油的微生物脫硫技術(shù)化石燃料煤和石油中所含有的有機(jī)硫和無機(jī)硫是環(huán)境的重要污染源嚴(yán)重性

1998年我國(guó)有一半以上城市降水pH低于5.6。華中地區(qū)酸雨出現(xiàn)頻率大于70%，降水的年均pH低于5.0，酸雨面積占國(guó)土面積的30%，是繼歐洲、北美后世界第三大中酸雨區(qū)。迫切性

隨著能源危機(jī)的逐步加劇，開采高硫化石燃料成為必然。高硫化石燃料必須預(yù)先經(jīng)過脫硫處理才能進(jìn)一步使用。煤炭的化學(xué)結(jié)構(gòu)模型石油大分子的放大結(jié)構(gòu)圖有機(jī)硫類型有機(jī)硫化物包括硫醇、硫化物及含硫的雜環(huán)化合物，共分為13類，包括176種不同結(jié)構(gòu)，其中噻吩含量最多。煉油過程中物理和化學(xué)的除硫成本大原油中大多數(shù)的H2S是在油井現(xiàn)場(chǎng)的油氣分離過程中除去的。在煉油廠采用催化裂解和加氫脫硫(HDS)過程，加熱到350C后蒸餾除去結(jié)合硫，但這些技術(shù)需高溫、高壓，且能耗大。目前相當(dāng)多的資金用于石油的物理化學(xué)法脫硫上，1993年全世界用于HDS過程的資金達(dá)250億美元。到下個(gè)世紀(jì)，隨著需求的增加和低硫原油的耗盡，高硫原油將不斷增加，因此石油脫硫成為必然。生物脫有機(jī)硫的優(yōu)勢(shì)BDS在常溫常壓下操作，而且能耗比HDS低70-80%。該過程還可回收有機(jī)磺酸鹽等高值化學(xué)品，可為煉油廠增加經(jīng)濟(jì)效益。采用BDS技術(shù)的投資額約為加氫脫硫技術(shù)(HDS)的一半，操作費(fèi)用比HDS低10%-25%。據(jù)報(bào)道，采用BDS可使FCC汽油的硫含量從1400ppm降至150ppm(以滿足整個(gè)汽油組分平均硫質(zhì)量含量為50ppm的要求)。從整個(gè)汽油組分來講，煉油廠每m3成品汽油的BDS成本1.59-2.65US$，低于HDS成本。

FCC汽油中硫化合物的分布及煉制油品要求含硫化合物含硫量(ppm)煉制汽油硫含量(ppm)Mercaptans68Thiophene5266C1-Thiophene66167Tetrahydrothiophene1621C2-Thiophene183233C3-Thiophene12680C4-Thiophene1390Benzothiophene（BTH）3090微生物脫硫的途徑以二苯并噻吩為模式化合物的脫硫途徑以苯并噻吩為模式化合物的脫硫途徑以噻吩為模式化合物的脫硫途徑二苯噻吩(Dibenzothiophene,簡(jiǎn)稱DBT)被作為一個(gè)脫有機(jī)硫模式化合物來研究在高餾分油中，超過60%的硫是以二苯噻吩及其衍生物的形式存在的，因此實(shí)驗(yàn)室一般使用DBT作為生物脫硫研究的模式化合物。生物脫有機(jī)硫代謝途徑類型碳架破壞途徑(C-C鍵被切斷)碳架保留途徑(專一地切斷C-S鍵而保留完整的碳架)(1)碳架破壞途徑(C-C鍵被切斷)(1)碳架保留途徑

(專一地切斷C-S而保留完整的碳架)苯并噻吩（Benzothiophene，BTH）脫硫代謝途徑FCC汽油中主要的含硫有機(jī)化合物包括BTH及其衍生物，其中BTH占30%。

Finnertyetal.（1983）報(bào)道了幾株可以利用BTH為專一硫源和碳源進(jìn)行生長(zhǎng)的菌株，不過由于其損失燃料熱值而沒有應(yīng)用價(jià)值。近幾年發(fā)現(xiàn)能夠了專一性降解BTH菌株，主要包括戈登氏菌株、類芽孢桿菌、中華根瘤菌以及紅球菌。微生物脫有機(jī)硫—BTH降解途徑A是BTHB是BTHsulfoxideC，D是BTHsulfoneF是benzo[e][1,2]oxathiinS-xoideE是o-hydroxystyreneG是2-(2’-hydroxyphenyl)ethan-1-al微生物包括：戈登氏菌株（Gordoniasp.）213E類芽孢桿菌（Paenibacillussp.）A11-2紅球菌（Rhodococcussp.）T09中華根瘤菌（Sinorhizobiumsp.）KT55紅球菌KT462噻吩（Thiophene）代謝噻吩代表了最簡(jiǎn)單的雜環(huán)含硫化合物。生物處理方法，一般都會(huì)導(dǎo)致噻吩的降解，而得到開環(huán)的化合物。至今還沒有報(bào)道通過硫?qū)Ｒ煌緩矫摮绶灾辛虻木?。其它含硫化合物的代謝硫醇和烷烴化的硫醇。菌株為排硫硫桿菌（Thiobacillus

thioparus），可以通過甲基硫醇氧化酶作用，氧化硫醇定量生成甲醛，S0和過氧化氫。處理柴油（535ppm）含硫化合物檢測(cè)X7B休止細(xì)胞作用于柴油后，GC-AED檢測(cè)含硫化合物變化535ppm72ppm柴油（535ppm

）中烷烴變化情況GC-FID檢測(cè)柴油經(jīng)過生物催化劑處理前后烷烴變化，圖中顯示烷烴為C12-C25。汽油脫硫前后含硫有機(jī)化合物的變化汽油脫硫前后烴類物質(zhì)變化情況脫前脫后農(nóng)藥的微生物降解與修復(fù)技術(shù)農(nóng)藥作為農(nóng)業(yè)豐收的重要保障，在世界各地范圍內(nèi)廣泛使用

世界各地的農(nóng)藥使用情況(2002數(shù)據(jù))世界年使用量為140萬噸（純品）北美占30.3%(美國(guó)28%)

歐洲占22.7%

亞洲占25.8%

南美占12.3%

其它占9%全球市場(chǎng)達(dá)277億美元;

除草劑占48%

殺蟲劑占28%

殺真菌劑占19%

其它占5%世界上超過1億公頃的土壤受到污染美國(guó)3.2千萬公頃歐盟超過1億處地方受污染

其中3萬處急需處理，超過10億m3的土壤

EuropeanTopicCentreSoil,1998世界各地的土壤污染問題農(nóng)藥的污染現(xiàn)狀除草劑的藥害問題磺酰脲類除草劑在土壤中降解緩慢，殘效期長(zhǎng)，土壤中的累積殘留往往對(duì)下茬作物產(chǎn)生藥害。2005年內(nèi)蒙古呼倫貝爾市1300萬畝大豆田因除草劑藥害減產(chǎn)30%；黑龍江省5000萬畝大豆田因除草劑藥害，減產(chǎn)25億公斤。

降解農(nóng)藥的微生物種類微生物農(nóng)藥細(xì)菌假單胞菌屬芽胞桿菌屬節(jié)桿菌屬氣桿菌屬土壤桿菌屬產(chǎn)堿桿菌屬無色桿菌屬枝動(dòng)桿菌屬變形桿菌屬絲核菌屬擬桿菌屬棒狀桿菌屬鏈球菌屬八疊球菌屬梭狀芽胞桿菌屬黃桿菌屬硫桿菌屬不動(dòng)桿菌屬沙雷氏菌屬歐氏植病桿菌屬毛螺菌屬農(nóng)桿菌屬莫拉氏菌屬克氏桿菌屬腸細(xì)菌屬生孢纖維粘菌屬漆斑菌屬微球菌屬鄰單胞菌屬丙烯醇、三氯乙酸、敵敵畏、甲胺磷、二嗪農(nóng)、2，4－D、DDT、地樂酚、二硝甲酚、五氯酚鋇、氯苯胺靈、敵稗、3911、茅草枯、滅草隆、狄氏劑、異狄氏劑、西馬津、林丹、對(duì)硫磷樂果、甲胺磷、敵敵畏、對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷、殺螟松、C－6989、MMDD、DDT、三氯甲酸、茅草枯、狄氏劑、利谷隆、毒莠定、滅草隆、苯硫磷、七氯二嗪農(nóng)、草藻滅、三氯乙酸、茅草枯、毒莠定、西馬津、2，4－D、PCBDDT、甲氧DDT、2，4－D、狄氏劑、異狄氏劑三氯乙酸、茅草枯、毒莠定、DDT、氯苯胺靈三氯乙酸、茅草枯、2，4－D、3-CBA、MCPA2，4－D、2，4，5－T、氯苯胺靈、茅草枯、PCB2，4，5－TDDTN－甲?；璍－犬尿素、地茂散氟樂靈2，4－D、DDT、地樂酚、二硝甲酚、百草枯、茅草枯DDT滅草隆DDT、百草枯三氯乙酸、茅草枯、毒莠定、氯苯胺靈、2，4－D、馬來酰肼、滅草隆、甲胺磷、對(duì)硫磷甲拌磷、對(duì)硫磷PCB、對(duì)硫磷、甲胺磷、樂果、敵敵畏DDTDDT氟樂靈茅草枯2，4－D、3－CBA、MCPAPCB林丹2，4－D五氯硝基苯三氯乙酸對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷、辛硫磷、氯苯放線菌小單孢菌屬諾卡氏菌屬鏈霉菌屬真菌青霉屬曲霉屬鏈孢屬小從殼屬葡萄孢霉屬枝孢霉屬鏈孢霉屬毛霉屬鐮孢霉屬根霉屬葡萄狀穗霉菌屬長(zhǎng)孺孢屬頭胞霉屬木霉屬酵母屬脂肪酵母屬三氯乙酸、七氯2，4－D、DDT、三氯乙酸、茅草枯、七氯、五氯硝基苯、毒莠定2，4－D、2，4，5－T、茅草枯、五氯硝基苯、西馬津、二嗪農(nóng)、DDT茅草枯、七氯、五氯硝基苯、毒莠定、西馬津、艾氏劑、滅草隆、滅草爾、除草醚、敵稗、碳氯靈、撲草凈、莠去津、敵百蟲、氯黃隆2，4－D、七氯、五氯硝基苯、毒莠定、西馬津、艾氏劑、滅草隆、滅草爾、除草醚、敵百蟲、莠去津、草乃敵、異艾氏劑、利谷隆茅草枯五氯硝基苯、福美雙毒莠定莠去津、撲草凈地茂散DDT、五氯硝基苯艾氏劑、莠去津、DDT七氯、莠去津、地可松西馬津五氯硝基苯、毒莠定莠去津、撲草凈DDT、對(duì)硫磷克菌丹、毒莠定、PCB、苯酚百草枯對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷降解途徑假單胞菌屬和枯草芽孢桿菌等都能通過硝基還原作用或磷酯鍵上酶促水解作用，最終產(chǎn)物可能生成CO2和NO2-。均三氮苯類除草劑S-阿特拉律降解的一般過程（引自CYanze-Kontchou

和NGschwind,1994）三聚氰胺(Melamine)除草劑2,4-D２，４－Ｄ的降解途徑（引自WalterMulbry

和PhilipC.Kearney,1991）γ–HCH在Sphingobium

japonicum

UT26中的代謝途徑1，γ–HCH；2，γ-五氯環(huán)己烯（γ-PCCH）；3，1,3,4,6-四氯-1,4-環(huán)己二烯(1,4-TCDN)；4，1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)；5，2,4,5-三氯-2,5-環(huán)己二烯-1-醇(2,4,5-DNOL)；6，2,5-二氯苯酚(2,5-DCP)；7，2,5-二氯-2,5-環(huán)己二烯-1,4-二醇(2,5-DDOL)；8，2,5-二氯對(duì)苯二酚（2,5-DCHQ）；9，氯代對(duì)苯二酚（CHQ）；10，對(duì)苯二酚（HQ）；11，酰氯；12，γ-羥基己二烯二酸半醛(γ-HMSA)；13，順丁烯乙酸；14，β-酮己二酸γ-HCH的降解途徑（α-HCH）KeisukeM詳細(xì)研究了UT26對(duì)γ-HCH的降解途徑。γ-HCH的降解途徑分為上游和下游途徑。首先γ-HCH連續(xù)脫去兩分子HCl經(jīng)歷五氯環(huán)己烯（PCCH）后生成1,3,4,6-四氯-1,4-環(huán)己二烯(1,4-TCDN)。再連續(xù)經(jīng)歷兩步水解脫氯反應(yīng)后生成2,5-二氯-2,5-環(huán)己二烯-1,4-二醇（2,5-DDOL）。再被脫氫生成2,5-二氯對(duì)苯二酚（2,5-DCHQ）。下游途徑中2,5-DCHQ被進(jìn)一步的降解為氯代對(duì)苯二酚（CHQ）、（對(duì)苯二酚）HQ直至CO2和H2O。農(nóng)藥微生物降解的代謝途徑與降解基因農(nóng)藥污染土壤的微生物修復(fù)研究一方面在許多研究中，通過添加營(yíng)養(yǎng)元素等外在條件刺激土著降解性微生物的作用來達(dá)到修復(fù)效果。

Fulthorpe（1996）等從巴基斯坦土壤中分離的微生物都能礦化2,4-D，并發(fā)現(xiàn)添加硝酸鹽、鉀離子和磷酸鹽能增加降解率。加拿大的StaufferManagement公司數(shù)年來發(fā)展了一些農(nóng)藥污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)，他們?cè)谔囟ōh(huán)境中通過激發(fā)降解性土著微生物群落的功能達(dá)到修復(fù)目的，并且在美國(guó)專利局獲得了3項(xiàng)專利。另一方面，許多研究證實(shí)了通過接種外源降解性微生物可以達(dá)到很好的生物修復(fù)效果。Nassser從污染了氯乙異丙嗪的土壤中分離到混和微生物培養(yǎng)物，接種到土壤中可將0.14mM的氯乙異丙嗪在25d內(nèi)完全降解，使其礦化速度提高了20倍。Shapir等人報(bào)道，在受除草劑阿特拉津污染的土壤中投加Pseudomonassp.ADP進(jìn)行生物強(qiáng)化，可使阿特拉津達(dá)到90-100%的降解。Struthers等分離到A.radiobacterJ14a，并將其接種到只具有少量野生降解菌的阿特拉津的土壤中，發(fā)現(xiàn)阿特拉津的礦化速度提高了2-5倍；而將其接種到含大量阿特拉津降解菌的土壤中則縮短了降解的延滯時(shí)間。農(nóng)藥污染土壤微生物修復(fù)的小規(guī)模田間試驗(yàn)?zāi)暇┺r(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥殘留微生物修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展高效降解菌株篩選與菌種庫的建立

利用微生物分離篩選技術(shù)，從環(huán)境中獲得有研究意義或?qū)嵱脙r(jià)值的微生物資源一直是研究重點(diǎn)。

目前分離篩選到農(nóng)藥和有毒有機(jī)污染物降解的微生物菌種資源500株以上，農(nóng)藥降解效率國(guó)際領(lǐng)先的菌株30余株，建立了種類齊全的我國(guó)最大的農(nóng)藥降解菌種庫，能降解的農(nóng)藥有有機(jī)磷、有機(jī)氮、有機(jī)氯、菊酯類、氨基甲酸酯、磺酰脲類等農(nóng)藥。

2h內(nèi)完全礦化5mg/L的α、β、γ、δ四種六六六異構(gòu)體。國(guó)際報(bào)道的S.paucimobilisUT26只能降解α和γ

兩種異構(gòu)體，完全礦化γ需要4h，20h才能降解12.6%的α異構(gòu)體。六六六降解菌BHC-A（Sphingomonassp.）部分高效菌株介紹DDT降解菌株DB-1（Sphingomonassp.）菌株DB-1的電鏡照片對(duì)照處理DDT降解的紫外掃描圖譜

10d中對(duì)DDT的降解率在75.7-83.6%之間。而國(guó)外報(bào)道的菌株（Cladosporium

sp.）要達(dá)到相同的降解率的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30d。呋喃丹農(nóng)藥降解菌CDS-1（Sphingomonasagerus

）

24h內(nèi)礦化100mg/kg的呋喃丹,

國(guó)際報(bào)道的同類菌株需15d。阿特拉津降解菌ADP-1（Micrococcussp.）24h內(nèi)完全礦化100mg/kg的阿特拉津

24h內(nèi)完全礦化500mg/kg的甲基對(duì)硫磷，效果穩(wěn)定，降解譜廣，能降解對(duì)硫磷、辛硫磷、馬拉硫磷、敵敵畏、樂斯本等有機(jī)磷農(nóng)藥。甲基對(duì)硫磷降解菌DLL-1（Pseudomonasputida）三唑磷降解菌mp-4（Ochrobactrumsp.）國(guó)際首次報(bào)道能降解三唑磷的高效菌株，大田水稻上的三唑磷農(nóng)藥降解效果90%以上。菊酯類農(nóng)藥降解菌甲氰菊酯富集液92.15%甲氰菊酯CK甲氰菊酯處理氯菊酯富集液99.28%氯菊酯CK氯菊酯處理氰戊菊酯富集液55%氰戊菊酯CK氰戊菊酯處理溴氰菊酯富集液89.10%溴氰菊酯CK溴氰菊酯處理培養(yǎng)36hr完全降解100ppm的多菌靈農(nóng)藥多菌靈農(nóng)藥降解菌殺螟硫磷降解菌株FDS-1FDS-1對(duì)殺螟硫磷的降解Theconcentrationofmonocrotophos(mgL-1)Celldensity(OD600)time/hour甲拌磷降解菌株M-1DSP-1對(duì)毒死蜱的降解毒死蜱降解菌DSP-1M-1對(duì)甲拌磷的降解處理（農(nóng)藥+降解菌）對(duì)照（農(nóng)藥）發(fā)現(xiàn)使用六六六降解菌可以在15d內(nèi)將30mg/kg的α、β、γ、δ四種六六六異構(gòu)體降解低到0.33mg/kg降解菌株的盆缽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)使用阿特拉津降解菌可以明顯解除阿特拉津除草劑對(duì)小麥生長(zhǎng)的抑制

空白阿特拉津(1.5mg/kg土)阿特拉津+菌劑（1億個(gè)/g土）降解菌劑在土壤中降解農(nóng)藥的動(dòng)態(tài)結(jié)論：降解菌劑能有效降解農(nóng)藥并最終消亡，不會(huì)成為優(yōu)勢(shì)菌群，不會(huì)影響土壤環(huán)境的生態(tài)安全結(jié)論：降解菌劑的使用能恢復(fù)因農(nóng)藥使用而造成的土壤微生物多樣性的減少降解菌劑應(yīng)用對(duì)土壤微生物多樣性的影響降解菌劑使用對(duì)作物的影響結(jié)論：降解菌劑的使用對(duì)小麥株高、根長(zhǎng)和鮮重等沒有不良影響平板培養(yǎng)法檢測(cè)土壤中GFP基因標(biāo)記的降解菌菌落A：未接種B：接種ABGFP基因標(biāo)記的降解菌菌落發(fā)熒光土著微生物菌落無熒光菌劑跟蹤與定殖綠色熒光蛋白（GFP）基因標(biāo)記的降解菌在植株根內(nèi)的激光共聚焦掃描綠色熒光蛋白（GFP）