环境有机化学-微生物降解多溴联苯醚课件

1、微生物降解多溴联苯醚学号 姓名2012.xx.xx主要内容多溴联苯醚介绍PBDEs生物降解展望好氧微生物对PBDEs的降解混合微生物功能群对PBDEs降解厌氧微生物对PBDEs的降解1.多溴联苯醚介绍多溴联苯醚（Polybrominated Diphenyl Ethers）简称PBDEs常作为阻燃剂使用用于商业的PBDEs主要有3种，为十溴联苯醚、八溴联苯醚和五溴联苯醚化学通式为C12H(0-9)Br(1-10)O多溴联苯醚引发的环境问题及其危害环境中PBDEs的产生PBDEs非常稳定，很难通过物理化学方法降解，能在环境介质中长期存在PBDEs具有强亲脂性，半挥发性和生物富集性PBDEs在大气

2、、土壤、水体、生物体内均广泛存在PBDEs具有各种生物毒性，如：甲状腺功能失调，学习和记忆能力减弱，行为举止异常，听觉神经损害等，若过多积聚于睾丸卵巢等靶器官，则会降低精子数，造成胎儿畸形，甚至引发癌症。2.好氧微生物对PBDEs的降解白腐菌锰过氧化物酶对2,2,4,4-四溴联苯醚的降解 高士祥等人在此文献中以白腐菌模式菌种 Phanerochaete chrysosporium 为对象，研究其分泌的胞外酶锰过氧化物酶（MnP）对环境中最常检测到的2,2,4,4-四溴联苯醚（BDE-47）的好氧降解，考察不同-环糊精浓度对该酶降解BDE-47的影响，并初步探讨了胞内细胞色素P450的作用。Mn

3、P活性在第 9天开始出现，在第11天达到最大。而LiP活性一直很低。因此本研究中以此培养基所展开的系列实验均近似假设胞外酶为MnP的贡献。白腐菌培养的前5天，MnP 没有活性，加入BDE47也没有诱导MnP 的提前产生。从第7天开始白腐菌MnP对BDE47有显著降解作用，这与MnP活性出现的时间一致，说明BDE47的降解与MnP活性相关。低浓度重金属对蜡状芽孢杆菌复合菌降解BDE209性能的影响 王婷等利用蜡状芽孢杆菌（XPB、XPC）复合菌对BDE-209进行降解，发现它们具有高效的脱溴能力，在1d的时间内，在不加入重金属物质时脱溴能力达到14.16%，在加入重金属过后 ，该复合菌的脱溴能力

4、也达到13.9%。而且在降解过程中该复合菌能够吸附低浓度的重金属铜、铅、锌。但是重金属的过量存在会造成BDE-209的降解率降低，该复合菌在降解BDE-209的过程中检测到酚类物质的生成和含量增加。降解产物中没有检测到毒性更强的低溴代联苯醚说明该实验具有一定的安全性，可望应用于一些受电子垃圾污染地区的生物修复。3.厌氧微生物对PBDEs的降解 相对于好氧微生物降解而言，多溴联苯醚的厌氧降解速度大为减慢，他们先是通过脱溴作用使高溴代联苯醚转化为低溴代联苯醚，然后再进一步降解。 厌氧情况下的多溴联苯醚的降解，在脱溴过程中并没有出现类似与有氧状态下苯环上羟基或者甲氧基化的情况，而是转化生成无溴的联苯

5、醚进一步降解。 发现多溴联苯醚的降解符合准一级反应动力学（在营养充足，微生物生长不受限制的情况下），且苯环间位和对位上的溴要先于邻位被取代 。 研究中以BDE-209为材料，发现BDE-209脱溴迅速，并且检测到五溴、六溴、七溴、八溴、九溴联苯醚的含量。在所有的厌氧降解多溴联苯醚的过程中，降解方式非常相似，即通过不断脱去溴原子而产生低溴代联苯醚，而且间位和对位脱溴优先，这也和Andreas等的结果相符。AndreasTokarz 结合目前厌氧微生物降解多溴联苯醚的研究来看，厌氧微生物的降解有如下特点：特点（1）PBDEs的降解速率与溴化程度成反比，溴取代位点数量的增加将降低PBDEs的降解速率

6、（2）脱溴反应优先发生在苯环的间位和对位，邻位最不易脱溴（3）加入一些共代谢底物能够加快PBDEs的脱溴速率（4）厌氧微生物对PBDEs的降解存在特异性，不同的厌氧菌的降解速率也存在很大差异，在降解过程中 ，微生物群落结构发生变化。4.混合微生物功能群对PBDEs降解好氧微生物降解厌氧微生物降解混合微生物群降解 首先对PBDEs的污染水和底泥进行厌氧预处理，使其生成低溴代的PBDEs，同时可以加入一些共代谢底物和采用模拟生物体系反应，使厌氧脱溴反应加快。然后进行好氧处理，进一步脱溴生成联苯醚，继而开环裂解生成苯酚和黏糠酸进入TCA循环，从而彻底降解。参考文献1高士祥,阮久莉,王勐,白腐菌锰过氧

7、化物酶对2,2，,4,4，-四溴联苯醚的降解,环境科学与技术,2012,35(1)：20-242Zhou J,Jiang W,Ding J,et al.Effect of Tween 80 and beta-cyclodextrin on degradation of decabromodiphenyl ether (BDE-209) by white rot fungi J.Chemosphere,2007,70(2):172-1773王婷，尹华，彭辉，等.低浓度重金属对蜡状芽孢杆菌复合菌降解BDE-209性能的影响J. 环境科学,2008,29(7):1967-19724Gerecke A C,Giger W,Hartmann P C,et al . Anaerobic degradation of brominated flame retardent in sewage sludge J.Chemosphere,2006,64(2):311-3175Tokarz J A, Ahn M Y , Leng J,et al. Reductive debromination of Polybrominated Diphenyl Ethers in anaerobic sediment and a biomimeti