《土壤微生物生态工程》—微生物与多氯联苯污染土壤生态修复（75

1.多氯联苯简介

多氯联苯(polychlorinated biphenyl，PCBs)，又称多氯联二苯，是许多含氯数不同的联苯含氯化合物的统称。在多氯联苯中，部分苯环上的氢原子被氯原子置换，一般式为C12HnCL（10-n）(0≤n≤9)。依氯原子的个数及位置不同，多氯联苯共有209种异构体存在。多氯联苯属于致癌物质，容易累积在脂肪组织，造成脑部、皮肤及内脏的疾病，并影响神经、生殖及免疫系统。多氯联苯异构体有209种可能，这些异构体从单个氯原子的取代到全取代十氯联苯。

2．土壤中降解PCBs的微生物

自从1973年Ahmed和Focht筛选出2株能降解卤代联苯的无色杆菌(Achromobactei一)以来，至今已分离出多种能够降解PCBs的细菌菌株。其中根瘤菌作为一种特殊菌种，在环境中具有2种存在状态，即游离态和共生态，引起了广大研究者的兴趣。Damaj等发现，游离态的根瘤菌能够耐受并且转化PCBs。随后Mehmannavaz等发现与紫花苜蓿共生状态下的根瘤菌可以在一定程度下促进植物对PCBs污染土壤的修复。

多氯联苯最常见的降解途径是共代谢，其代谢的美键步骤在于脱氯。对于高氯代联苯的脱氯是以厌氧条件下的还原脱氯为主，这个过程首先是由Borwn等于1987年提出的，然后由Quensne等于1988年再度确认。还原脱氯是指在脱去氯原子的同时给分子提供电子，与氧化脱氯相比是微生物最普遍的一种脱氯方式。这是因为CI原子强烈的吸电子性使环上电子云密度下降，当Cl的取代个数越多，环匕电子云密度越低，氧化越困难，体现出的生化降解性越低；相反，在厌氧或缺氧条件下，环境的氧化还原电位越低，电子云密度较低的苯环在酶的作用下越容易受到还原剂的亲核攻击，CI容易被取代，显示出较好的厌氧生物降解性。与氧化脱氯相比，许多在好氧条件下难以降解的，在厌氧条件下变得容易降解，在好氧条件下不能降解的变得能降解。低氯代的多氯联苯的脱氯降解主要是在好氧条件下发生。通常认为联苯双氧化酶首先攻击氯原子的苯环上的2，3位，形成儿茶酚，再进行降解，进而形成氯代苯甲酸。也可以用双氧化酶以平行方式氧化两个苯环的3，4位，从而形成非氯代苯甲酸类的其他代谢产物。PCBs的好氧降解通常被限制在含5个或5个以下氯原子并有两个相邻C上的H被CI取代的化合物。PCBs的有效降解是发生在厌氧一好氯系统中。在厌氧条件下，由厌氧微生物还原脱氯先生成低氯代的多氯联苯，然后由好氧微生物在好氧条件下氧化分解，这种降解方式也称为微生物共代谢。这主要由于还原脱氯难度随氯取代数目的下降而增加，而加氧酶随氯原子数目的下降越来越容易从苯环上获得电子进行反应。Master等用厌氧-好氧连续处理受Aroclor 1260污染的土壤，开始土壤中PCBs浓度为59mg/kg，经过4个月厌氧处理后，大部分高氯同系物转化为低氯同系物，但总量没有明显减少，随后用Bukholderia sp. LB400菌株进行28天的好氧处理，PCBs总量下降到20mg/kg。