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定位键指数用于含氧多环芳烃对斑马鱼胚胎的急性毒性预测

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环境化学 2024年第5期43卷 1498-1506页

作者：堵锡华李靖陈艳徐州工程学院材料与化学工程学院徐州221018

含氧多环芳烃化合物是一种在多环芳烃苯环上,含有一个或数个羰基氧原子的持久性污染物,它具有比亲代多环芳烃更强的毒性、致癌、致畸和致突变性,因此探究高效的研究方法来建立毒性数据库非常重要.为研究含氧多环芳烃对斑马鱼胚胎的急性... 详细信息

含氧多环芳烃化合物是一种在多环芳烃苯环上,含有一个或数个羰基氧原子的持久性污染物,它具有比亲代多环芳烃更强的毒性、致癌、致畸和致突变性,因此探究高效的研究方法来建立毒性数据库非常重要.为研究含氧多环芳烃对斑马鱼胚胎的急性毒性与其分子结构之间的定量结构-毒性关系,根据含氧多环芳烃分子中原子空间拓扑结构,提出了一种新的结构指数–定位键指数L,并分别计算了32个含氧多环芳烃化合物分子的电性拓扑态指数Em、电性距离矢量M_(n),分析优化筛选了电性拓扑态指数其中的E16、电性距离矢量其中的M_(14)、M_(21)和M_(32)作为结构描述符,将它们与定位键指数L有机结合,与含氧多环芳烃化合物对斑马鱼胚胎的生物毒性进行回归分析,以5种结构参数为输入变量点价值,神经网络结构采用5-3-1,建构了一种预测含氧多环芳烃急性毒性lgEC_(50)的神经网络模型,该预测模型的总相关系数R_(T)值达到较高的0.9826,对毒性的预测值与实验值两者之间的平均误差仅为0.112;结果表明,含氧多环芳烃的急性毒性与定位键指数、电性拓扑态指数、电性距离矢量等结构参数有良好的非线性关系.研究可为含氧多环芳烃的环境污染及生态风险评估提供理论指导.

关键词：含氧多环芳烃定位键指数斑马鱼胚胎定量结构-毒性关系神经网络

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农田土壤中含氧多环芳烃的自然衰减及共存微塑料的效应

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农田土壤中含氧多环芳烃的自然衰减及共存微塑料的效应

作者：汤佳豪齐鲁工业大学

学位级别：硕士

含氧多环芳烃(OPAHs)与多环芳烃(PAHs)同源或由其代谢衍生,其环境行为及效应不容忽视。农用塑料膜因其较大使用量和较低回收率导致土壤中微塑料(MPs)的积累。MPs的存在会影响土壤中OPAHs的自然衰减行为及土壤细菌群落的特征,有必要对其... 详细信息

含氧多环芳烃(OPAHs)与多环芳烃(PAHs)同源或由其代谢衍生,其环境行为及效应不容忽视。农用塑料膜因其较大使用量和较低回收率导致土壤中微塑料(MPs)的积累。MPs的存在会影响土壤中OPAHs的自然衰减行为及土壤细菌群落的特征,有必要对其进行研究。本研究以低密度聚乙烯(LDPE)、聚乳酸(PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)为MPs代表,选取3类OPAHs作为目标物,研究了不同结构和性质OPAHs的自然衰减规律及MPs的效应,揭示MPs在OPAHs自然衰减过程中对土壤微生物群落特征的影响,为农田土壤MPs-OPAHs复合污染生态风险评估和治理修复提供理论依据。具体研究成果如下:(1)对于第1类目标物——土壤中丰度较高的OPAHs 9,10-蒽醌和9-芴酮,自然衰减28 d后土壤中残留量较初始污染水平降低了84.4%,其中前14 d降低了69.1%,后14 d为15.3%。3种MPs在前14 d均抑制了OPAHs的自然衰减,且PBAT抑制效果最显著。随着自然衰减的进行,MPs抑制效应消失。OPAHs污染土壤细菌群落相对丰度第一的菌门为变形菌门(Proteobacteria),相对丰度第一的菌科为鞘氨醇单胞菌科(Sphingomonadaceae),亦为耐受物种。3种MPs在14 d时均使变形菌门占比下降,群落均匀度和多样性增加;28 d时,LDPE和PBAT使变形菌门占比上升,而PLA则使其下降,且PLA使群落α多样性降低,另2种MPs则无显著变化。MPs改变了OPAHs土壤中细菌群落β多样性,其中PLA的影响最大,但MPs的效应低于衰减时间引发的β多样性的变化。细菌群落功能预测显示,芳烃降解相关基因在14 d时组间无显著差异,28 d时MPs组中降解同源基因(KOs)丰度下降,表明芳烃降解菌的生长受到抑制,与MPs对OPAHs自然衰减抑制效应相对应,但是个稍滞后的过程。(2)对于第2类目标物——相同苯环数不同含氧官能团的OPAHs(羰基OPAHs 1,4-萘醌、羟基OPAHs 1-萘酚和羧基OPAHs 1-萘甲酸,分别记作A、B和C),其中A和C在28 d时自然衰减率达76.7%和97.9%,B在14 d时其土壤中残留量已低于检出限(0.1 mg/kg)。OPAHs含氧官能团的差异导致其在土壤中自然衰减率的差异,衰减率排序为羟基取代>羧基取代>羰基取代。3种MPs对A的自然衰减无显著影响,对C均有抑制效应,表明MPs的效应会受OPAHs含氧官能团影响,且影响程度因MPs材质而异。不同含氧官能团OPAHs污染土壤细菌群落特征存在差异,主要体现在优势物种的相对丰度、可观测物种数以及群落结构和功能上。3种污染土壤细菌群落间可观测物种数存在差异,而另2种α多样性指数在3种污染土壤间无显著差异。A土壤细菌群落结构和功能与B、C差异较大,B与C之间较为相似。MPs对不同含氧官能团OPAHs污染土壤细菌群落优势物种、α和β多样性及功能的影响不同。MPs在14 d时使得放线菌门(Actinobacteriota)在A土壤中丰度降低,B土壤中丰度增高,C土壤中则因MPs不同而变化不一;28 d时,使得3种土壤中丰度均增加。LDPE对3种污染土壤细菌群落α多样性的影响程度大于另2种MPs,显著降低了A土壤在28 d时及B土壤14 d时的α多样性指数并显著增加了C土壤14 d时的多样性指数。A土壤细菌群落结构和功能对3种MPs均较敏感,B群落结构和功能对LDPE更敏感,C群落结构和功能对PLA更敏感,表明羰基OPAHs污染土壤细菌群落结构和功能相较于羟基和羧基OPAHs更易受MPs影响发生变化。(3)对于第3类目标物——相同含氧官能团不同苯环数的OPAHs(1个苯环的1,4-萘醌、2个苯环的9,10-蒽醌和3个苯环的5,12-萘并萘醌,分别记作A、D和E),A、D和E在28 d时自然衰减率分别达76.7%、68.3%和67.2%,表明苯环数越多,OPAHs自然衰减率越低。3种MPs均未影响A和D的自然衰减,但不同程度地影响了E,表明MPs的效应会受到OPAHs苯环数影响。不同苯环数OPAHs污染土壤细菌群落特征存在差异,主要体现在优势物种的相对丰度、可观测物种数以及群落结构和功能上。3种土壤细菌群落间可观测物种数存在差异,而另2种α多样性指数无显著差异。A土壤细菌群落结构和功能与D、E差异较大,D与E之间较相似。MPs对不同苯环数OPAHs污染土壤细菌群落优势物种、α和β多样性及功能的影响不同。MPs在14 d时使放线菌门在A土壤中丰度降低,E土壤中增高,D土壤中则因MPs不同而变化不一;28 d时,使其在A和D土壤中丰度均增加,E土壤中则因MPs材质而效应不同。LDPE对3种土壤细菌群落α多样性的影响程

关键词：微塑料含氧多环芳烃自然衰减细菌群落

长江口及邻近东海沉积物中多环芳烃和含氧多环芳烃的分布特征、来源及生态风险

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生态环境学报 2022年第7期31卷 1400-1408页

作者：吉冰静刘艺吴杨高淑涛曾祥英于志强中国科学院广州地球化学研究所/有机地球化学国家重点实验室/广东省环境与资源重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049 南大盐城环境检测科技有限公司江苏盐城224000

为了解和评估人类活动对河口海岸带沉积物质量的影响,在长江口及邻近东海海域采集87个表层沉积物样品,研究了16种优控多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和8种含氧多环芳烃(oxygenated PAH,O-PAHs)的含量与组成及空间分... 详细信息

为了解和评估人类活动对河口海岸带沉积物质量的影响,在长江口及邻近东海海域采集87个表层沉积物样品,研究了16种优控多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和8种含氧多环芳烃(oxygenated PAH,O-PAHs)的含量与组成及空间分布特征,解析它们的主要输入来源及潜在生态风险。研究发现,沉积物中检出16种PAHs和7种O-PAHs,其中Σ_(15)PAHs(不包括萘)质量分数范围为5.53—415 ng·g^(-1),苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽、菲和芘是主要PAHs;Σ_(7)O-PAHs质量分数范围为8.93—158 ng·g^(-1),主要成分为蒽醌。基于PAHs诊断参数,研究区域沉积物中PAHs主要来源生物质和化石燃料的燃烧。从空间分布看,PAHs和O-PAHs主要分布在长江入海口、杭州湾入海口以及长江口泥质区和浙江—福建沿岸泥质区沉积物中,并随着向东海延伸,质量分数呈现由西南向东北逐渐下降的趋势。研究结果表明,陆源PAHs和O-PAHs主要经长江及其支流、钱塘江输入研究区域;此后在多重洋流共同作用下,吸附于颗粒物上的PAHs和O-PAHs沉降于泥质区;区域繁忙的船舶运输对沉积物中PAHs和O-PAHs分布有重要贡献。采用沉积物质量标准评估生态风险,结果表明苯并[a]蒽和二苯并[a,h]蒽单体会对底栖生物造成一定的生态风险,其余单体以及ΣPAHs综合生态风险有限。

关键词：多环芳烃含氧多环芳烃沉积物长江入海口东海生态风险

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人体血浆中多环芳烃及含氧多环芳烃的暴露特征及健康风险评估

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环境化学 2023年第6期42卷 1784-1791页

作者：李晨光李维霞张璟李彭辉天津理工大学天津300382

为探究人体多环芳烃(PAHs)及含氧多环芳烃(OPAHs)的内暴露水平、来源及健康效应,本研究采集了天津市45名青年男性的血浆样本,使用气相色谱-质谱法检测多环芳烃及含氧多环芳烃的暴露浓度,利用特征比值法和主成分分析法对其来源及贡献率... 详细信息

为探究人体多环芳烃(PAHs)及含氧多环芳烃(OPAHs)的内暴露水平、来源及健康效应,本研究采集了天津市45名青年男性的血浆样本,使用气相色谱-质谱法检测多环芳烃及含氧多环芳烃的暴露浓度,利用特征比值法和主成分分析法对其来源及贡献率进行解析,并利用苯并[a]芘(BaP)毒性当量浓度和致癌风险模型对致癌健康风险进行评估.结果共检测出7种PAHs和6种OPAHs,检出率分别为17.8%—80.0%和28.9%—66.7%,ΣPAHs和ΣOPAHs平均浓度为24.8 ng·mL^(−1)和31.9 ng·mL^(−1);其中,二苯并(a,h)蒽(DBahA)和10H-9-蒽酮(ATO)的浓度水平最高(14.2 ng·mL^(−1)、27.1 ng·mL^(−1)),组成特征以低-中分子量物质为主.使用特征比值法和主成分分析法进行污染来源分析,结果表明,石油源和化石燃料的燃烧是人体血浆中PAHs的重要来源.通过致癌风险分析得出风险值(CR)介于10-4与10−6之间,表明血浆中的多环芳烃类物质存在潜在的致癌风险.

关键词：多环芳烃含氧多环芳烃血浆健康风险评估

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含氧多环芳烃对水生生物的毒性效应研究

含氧多环芳烃对水生生物的毒性效应研究

作者：王悦南京理工大学

学位级别：硕士

含氧多环芳烃(OPAHs)是一类多环芳烃(PAHs)衍生物,研究表明某些OPAHs的遗传毒性、致突变和致癌作用超过了其母体PAHs,目前对OPAHs的研究主要集中于其在大气中的分布及健康毒性,但近几年在水体中也检出OPAHs,我们需警惕和预防OPAHs对水... 详细信息

含氧多环芳烃(OPAHs)是一类多环芳烃(PAHs)衍生物,研究表明某些OPAHs的遗传毒性、致突变和致癌作用超过了其母体PAHs,目前对OPAHs的研究主要集中于其在大气中的分布及健康毒性,但近几年在水体中也检出OPAHs,我们需警惕和预防OPAHs对水环境稳态和水生生物的危害。因此本文选取8种已在水环境中被检测到的OPAHs,包括1-茚酮(1-INDA)、1-萘甲醛(1-NLD)、9-芴酮(9-FL)、苊醌(1,2-ACQ)、9,10-蒽醌(ATQ)、2-甲基蒽醌(2-MAQ)、苯并蒽酮(BEZO)和苯并[a]蒽-7,12-二酮(BAQ),分别以斜生四链藻(浮游植物)、大型溞(无脊椎浮游动物)、斑马鱼(脊椎动物)为受试对象进行毒理学研究,探究OPAHs对水环境的潜在危害,具体结果如下:(1)研究了8种OPAHs对斜生四链藻的96 h生长抑制作用,结果表明8种OPAHs均会抑制藻细胞生长,且具有剂量-效应关系。根据半数效应浓度(EC)确定几种OPAHs的毒性大小排序为BEZO>2-MAQ>1,2-ACQ>9-FL>1-NLD>1-INDA,而ATQ和BAQ在其溶解度范围内未对藻细胞生长造成半数抑制。进一步研究了毒性最强的BEZO(96 h-EC值为0.0277 mg/L)对斜生四链藻的影响,研究发现≥18μg/L BEZO会诱导藻细胞产生活性氧(ROS)从而造成严重的氧化损伤,破坏生物膜的通透性和完整性,并且会使叶绿素含量显著降低从而影响光合作用。(2)以大型溞为受试生物,发现大部分OPAHs会对大型溞造成急性毒性效应且存在明显剂量-效应关系,毒性大小排序为BEZO>2-MAQ>9-FL>1,2-ACQ>1-NLD>1-INDA,而ATQ和BAQ在其溶解度范围内未对大型溞活动能力造成半数抑制。大型溞对BEZO最敏感(48 h-EC值为0.0231 mg/L),因此进一步研究了低浓度BEZO对大型溞的亚致死毒性作用。结果发现BEZO(≥200 ng/L)会影响大型溞的生长发育,且会抑制卵子的成熟,降低产卵频率从而导致子代数量减少,这将不利于种群的繁衍。此外,研究发现BEZO会降低大型溞的滤食率以及对机体造成氧化损伤。(3)通过研究8种OPAHs对斑马鱼成鱼及胚胎的急性毒性,发现斑马鱼在胚胎时期对于各OPAHs的敏感性高于成鱼,因此我们重点研究了OPAHs对胚胎的毒性。除ATQ外,其余7种OPAHs均会对斑马鱼胚胎造成急性毒性且存在明显的剂量-效应关系,根据半数致死浓度(LC)确定毒性大小排序为BEZO>BAQ>2-MAQ>9-FL>1,2-ACQ>1-NLD>1-INDA。进一步研究了毒性最强的BEZO(96 h-LC值为0.0107 mg/L)对斑马鱼胚胎-幼鱼阶段的毒性,发现≥100 ng/L BEZO会对鱼造成严重的氧化损伤,通过抑制乙酰胆碱酯酶(ACh E)活性干扰神经信息传导,从而导致幼鱼无法控制其生理和行为反应,降低斑马鱼心跳频率,并且诱导斑马鱼出现充血、心包水肿、卵黄囊水肿、发育延迟、尾巴畸形以及脊柱弯曲等异常情况。综上所述,8种OPAHs中有7种都会在溶解度范围内对至少一种水生生物造成半数抑制/致死效应,大型溞和斑马鱼敏感性通常更高。不同结构OPAHs毒性差异巨大且大部分OPAHs毒性与其疏水性有良好的相关性,其中6种OPAHs会对水环境造成高/中度危害。这为我们更全面地认识OPAHs的水生生态毒性和评估环境浓度下OPAHs对水体造成的环境风险提供理论基础。

关键词：含氧多环芳烃水生生态毒性斜生四链藻大型溞斑马鱼

成晶节杆菌NT16降解多环芳烃和含氧多环芳烃的特性及机理研究

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成晶节杆菌NT16降解多环芳烃和含氧多环芳烃的特性及机理研究

作者：赵龙妹西安建筑科技大学

学位级别：硕士

多环芳烃是普遍存在于环境中的一种持久性有机污染物,在生物降解过程中可转化为毒性更高、且易积累的含氧多环芳烃,从而给生态环境和人类健康带来危害。节杆菌是土壤环境中广泛存在的一类革兰氏阳性菌,其生物降解功能突出,越来越受到研... 详细信息

多环芳烃是普遍存在于环境中的一种持久性有机污染物,在生物降解过程中可转化为毒性更高、且易积累的含氧多环芳烃,从而给生态环境和人类健康带来危害。节杆菌是土壤环境中广泛存在的一类革兰氏阳性菌,其生物降解功能突出,越来越受到研究学者的关注。本文以课题组前期分离筛选出的成晶节杆菌NT16为受试菌,研究了其降解多环芳烃和含氧多环芳烃的特性及机理。本论文以萘、菲、芘、1-羟基-2-萘甲酸（1H2NA）和1-萘酚为主要研究对象,以液液萃取为样品的预处理方法,以液相色谱、TOC测定仪、紫外分光光谱、三维荧光光谱、气相色谱-质谱联用仪等分析手段,获得以下成果:（1）NT16菌可代谢多环芳烃、含氧多环芳烃、糖类及表面活性剂等多种碳源,能在高达2000 mg/L的萘、菲、芘高毒溶液中顽强生长。在多环芳烃碳源上通过二次或三次生长,最大生长量OD600nm可达到1.22-1.42,并能随培养时间的延长,不断降解和矿化萘、菲、芘。从降解液紫外、荧光光谱变化趋势也证实了多环芳烃在不断被降解,且转化产物不断积累。（2）NT16菌能以50 mg/L的1H2NA为唯一碳源和能源生长,最大生长量OD600nm达0.77,细胞生长与1H2NA降解同步进行。该菌通过邻位开环裂解将1H2NA转化成4-（2’-羧基苯基）-2-氧-3-丁烯酸产物。降解条件优化结果为:接菌量10%,初始p H为9,硝酸铵为氮源,需要足够的氧化性硫源,1H2NA适合生长浓度为50 mg/L。（3）共存丁二酸、丙二酸碳源,可显著提高NT16菌降解和矿化1H2NA的能力,120 h时,使体系中细胞生长量分别提高53%和62%,还可使1H2NA的降解效率分别提高9%和7%,并同时加速1H2NA碳源的矿化。（4）尽管1-萘酚对NT16菌细胞生长有明显的毒性,但50 mg/L的1-萘酚条件下,该菌仍能顽强生长。NT16菌胞内含1H2NA羟化酶、邻位开环裂解酶、脱羧酶,水杨酸羟化酶,邻苯二酚开环裂解酶等5种分解1H2NA的氧化酶。启动NT16菌降解1H2NA的是羟化酶。仅以1H2NA为碳源时,细胞中除1H2NA脱羧酶活未检出外,其余4种酶活均较高;共存丙二酸、丁二酸可提高细胞氧化酶的表达量,尤其是细胞中蛋白大小为14.3KDa、25KDa、45KDa、60KDa或97.2KDa的表达得到提高。本论文的研究结果为认识节杆菌降解多环芳烃的规律,并将为该类菌应用于污染环境的修复奠定基础。

关键词：成晶节杆菌降解多环芳烃含氧多环芳烃代谢途径酶活力

两共生菌降解典型含氧多环芳烃1-萘酚及其协同作用研究

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两共生菌降解典型含氧多环芳烃1-萘酚及其协同作用研究

作者：樊昕西安建筑科技大学

学位级别：硕士

1-萘酚是多环芳烃(PAHs)降解过程中极易积累的典型含氧多环芳烃(OPAHs),其难降解、毒性大、易扩散,直接影响PAHs污染环境的修复效果。节杆菌和芽孢杆菌广泛存在于自然土壤环境中,且无致病作用,本文研究课题组前期从OPAHs污染土壤中分离... 详细信息

1-萘酚是多环芳烃(PAHs)降解过程中极易积累的典型含氧多环芳烃(OPAHs),其难降解、毒性大、易扩散,直接影响PAHs污染环境的修复效果。节杆菌和芽孢杆菌广泛存在于自然土壤环境中,且无致病作用,本文研究课题组前期从OPAHs污染土壤中分离出的两种共生菌株—成晶节杆菌NT16和芽孢杆菌NG16降解1-萘酚的特性和协同机制,为OPAHs污染环境实际修复中微生物群落协同降解污染物提供了重要参考。本文以HPLC、TOC、GC-MS等为主要检测方法,以1-萘酚为目标污染物,优化NT16菌和NG16菌降解1-萘酚的营养与培养条件,研究两菌株降解1-萘酚的特性、协同降解机理及相互作用特征。获得以下成果:(1)NG16菌能在最高浓度为50 mg/L的1-萘酚存在下保持较高细胞生长活性;NT16菌和NG16菌以1-萘酚为唯一碳源生长的最适pH范围分别为7.5和6,最适pH条件下,两菌株降解1-萘酚效率最高分别为55%和58%;NaCl含量影响NT16菌和NG16菌降解1-萘酚的的效率,最高抗盐量均可达8 g/L;培养液中Fe浓度明显影响NT16菌代谢1-萘酚的活性,在最适Fe浓度0.9.7 mg/L时,代谢效率显著提高。(2)硫源会影响NT16菌和NG16菌代谢1-萘酚的效率,含硫无机化合物还原性越强,越不适合作为两菌株的硫源。SO是两菌株的最适硫源,适合的硫源含量能提高菌株代谢1-萘酚的效率,当SO浓度为0.5×1033 mol/L时,与无外加硫源体系相比,5 d内NT16菌和NG16菌对1-萘酚的降解效率分别提高约15%和10%。丙二酸、丁二酸、戊二酸等共存碳源均能加速NT16菌和NG16菌对1-萘酚的代谢。其中丙二酸共存时促进作用最为明显,与无共存碳源相比,NT16菌和NG16菌降解1-萘酚的效率分别提高约15%和20%,矿化度也显著提高。对羟基苯乙酸为NG16菌降解1-萘酚过程中极易积累的中间产物,其大量积累阻碍了NG16菌对1-萘酚的降解和矿化进程。但对羟基苯乙酸与1-萘酚共存时,却能加速NT16菌对1-萘酚的降解效率和矿化度。(3)NT16菌和NG16菌能协同促进1-萘酚的降解与矿化。与单一NT16菌和单一NG16菌相比,在最佳复配比例1:1条件下,两菌株以1-萘酚为碳源生长的OD值分别提高0.8和0.4,对1-萘酚的降解率分别提高20%和10%。NT16菌和NG16菌协同降解1-萘酚可按两个途径进行:其一,1-萘酚羟化后开环,进入邻苯二甲酸代谢途径。NT16菌更易进入该途径,而NG16菌难以通过该途径降解1-萘酚;其二,1-萘酚羟化后开环,进入苯丙酸代谢途径。NG16菌迅速将1-萘酚转化为对羟基苯乙酸,并有明显积累,而NT16菌无法高效降解1-萘酚,却能快速降解NG16菌产生的对羟基苯乙酸,并转化成小分子有机酸。两菌株协同降解1-萘酚的代谢途径互补,可实现1-萘酚的高效矿化。

关键词：成晶节杆菌芽孢杆菌含氧多环芳烃 1-萘酚协同作用降解机理

施氏假单胞菌N2对含氧多环芳烃的生物降解特性研究

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施氏假单胞菌N2对含氧多环芳烃的生物降解特性研究

作者：王菲西安建筑科技大学

学位级别：硕士

自然环境中微生物降解多环芳烃会产生稳定的含氧中间产物。此类化合物大多数生物毒害性比母体环更强，易积累，通过生态食物链对人类健康造成危害，1-羟基-2-萘甲酸是其中典型的化合物，快速彻底矿化该化合物对于含氧多环芳烃污染环境... 详细信息

自然环境中微生物降解多环芳烃会产生稳定的含氧中间产物。此类化合物大多数生物毒害性比母体环更强，易积累，通过生态食物链对人类健康造成危害，1-羟基-2-萘甲酸是其中典型的化合物，快速彻底矿化该化合物对于含氧多环芳烃污染环境的修复具有现实意义。本文首先筛选能代谢1-羟基-2-萘甲酸的细菌，研究了提高1-羟基-2-萘甲酸降解率的条件，并利用GC-MS鉴定了施氏假单胞菌N2降解1-羟基-2-萘甲酸的中间产物，根据鉴定结果推测降解机理。获得以下研究成果： (1)施氏假单胞菌N2能以1-羟基-2-萘甲酸为唯一碳源和能源生长。在pH7.5，Fe0.05mmol/L、Ca0.1mmol/L、Mg0.1mmol/L等条件下，表现出快速降解作用。 (2)维生素B1作为生长素，丙酮、甘油、葡萄糖、正辛烷等能作为N2菌代谢1-羟基-2-萘甲酸的共代谢碳源，均能促进该有毒物质的矿化。投加共代谢碳源使1-羟基-2-萘甲酸降解率分别提高5.76%-48.8%。且均能使最大吸收峰为260nm的转化产物的含量突然快速积累，随后被代谢使其含量减小的现象。 (3)施氏假单胞菌N2代谢1-羟基-2-萘甲酸过程中主要代谢产物有：a-萘酚、邻苯二甲酸、水杨酸、间苯二酚等典型的转化产物。也能进一步代谢a-萘酚，a-萘酚为单一碳源时，60h内N2菌细胞净生长量可达0.621;108h N2菌对a-萘酚的降解率可达74.82%;N2菌能够代谢a-萘酚和1-羟基-2-萘甲酸时，均能转化生成裂解开环产物邻羟基苯烯3-丁酸或类似物。 (4) N2菌降解1-羟基-2-萘甲酸可按照两个途径进行。其一，直接脱羧生成a-萘酚，其二，直接开环裂解生成开环产物。从中间产物的积累特性看，脱羧是主要代谢途径。上述研究数据为彻底矿化多环芳烃奠定了基础。

关键词：含氧多环芳烃施氏假单胞菌N2 1-羟基-2-萘甲酸转化产物代谢途径

成晶节杆菌NT16对含氧多环芳烃1-羟基-2-萘甲酸的降解

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环境工程 2018年第10期36卷 113-117页

作者：赵龙妹聂麦茜王琰刘畅樊昕西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 陕西省膜分离重点实验室西安710055

以从含氧多环芳烃污染的土壤中筛选的优势菌株成晶节杆菌NT16为对象,对菌株的生长特性和1-羟基-2-萘甲酸降解特性进行初步研究。结果发现,该菌以1-羟基-2-萘甲酸为唯一碳源和能源生长时,其最佳浓度为50 mg/L,最佳接菌量为10%,最适pH为9... 详细信息

以从含氧多环芳烃污染的土壤中筛选的优势菌株成晶节杆菌NT16为对象,对菌株的生长特性和1-羟基-2-萘甲酸降解特性进行初步研究。结果发现,该菌以1-羟基-2-萘甲酸为唯一碳源和能源生长时,其最佳浓度为50 mg/L,最佳接菌量为10%,最适pH为9,最佳氮源为NH_4NO_3。在最适条件下,添加共存碳源丁二酸、丙二酸培养120 h时,菌株的生长量分别增加了62%、53%,且1-羟基-2-萘甲酸的降解率分别提高了9%、7%。研究发现,1-羟基-2-萘甲酸的浓度与降解时间符合一级反应动力学,而且碳源的添加可通过改变1-羟基-2-萘甲酸的降解途径而提高体系的矿化度。

关键词：含氧多环芳烃成晶节杆菌 1-羟基-2-萘甲酸丁二酸丙二酸降解率矿化程度

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