浊点系统中微生物降解疏水性有机污染物的强化机制

Low bioavailability is a major obstacle to microbial degradation of hydrophobic organic pollutants. Hydrophobic benzene-based pollutants and their model degradative bacteria (Pseudomonas putida) are chose for study in the project. The study is focused on bioavailability of hydrophobic organic pollutants by extractive microbial degradation in cloud point system. The major scientific issues to be addressed by the project are why bioavailability of hydrophobic organic contaminants will be strengthened and its strengthening mechanism in the cloud point system. To solve these issues, the project builds a cloud point system with excellent biocompatibility first. On this basis, the strengthening factors are explored by studying solubility of pollutants, diffusion and mass transfer between the two phases, and microbial uptake capacity in the cloud point system. The strengthening mechanism of microbial degradation of hydrophobic organic pollutants will be revealed in cloud point system. The project is expected to solve the low bioavailability of hydrophobic organic pollutants in the microbial degradation. The project will broaden our minds on application of cloud point system in microbial degradation, and provides a theoretical basis and new ideas for biological treatment of hydrophobic organic pollutants.

低生物利用度是疏水性有机污染物微生物降解的主要障碍。本项目以疏水性苯类污染物和其模式降解菌恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）为研究对象，采用在浊点系统中萃取微生物降解的方式，进行疏水性有机污染物生物利用度的研究。在浊点系统中，为什么疏水性有机污染物的生物利用度会被强化及其强化的主要机制，是本项目所要解决的主要科学问题。针对此科学问题，项目首先构建具有生物相容性的浊点系统。在此基础上，项目拟从浊点系统中污染物溶解度变化、两相间扩散传质作用、和微生物摄取能力等三个方面，研究污染物生物利用度的强化因素，揭示浊点系统强化微生物降解疏水性有机污染物的机制。本项目将有望解决疏水性有机污染物在微生物降解中生物利用度低的难题，拓宽浊点系统在微生物降解领域的应用范围，为生物处理疏水性有机污染物提供理论基础和新的思路。

低生物利用度是疏水性有机污染物微生物降解的主要障碍。本项目以疏水性苯类污染物（包括多环芳烃和联苯醚类污染物）和其模式降解菌为研究对象，采用在浊点系统中萃取微生物降解的方式，进行疏水性有机污染物生物利用度的研究。在浊点系统中，为什么疏水性有机污染物的生物利用度会被强化及其强化的主要机制，是本项目所要解决的主要科学问题。针对此科学问题，通过构建不同的浊点系统，考察了浊点系统的生物相容性，对浊点系统强化疏水性有机污染物PAHs生物利用度的机制有了比较清晰的认识和了解，并且初步探索了其他疏水性有机污染物如联苯醚和溴代联苯醚在浊点系统中生物降解的可行性，已经达到了预期的研究目标。主要完成的内容如下：.（1）疏水性有机污染物降解菌在浊点系统中生物相容性的研究；. 项目考察了不同浊点系统对菲降解菌S. polyaromaticivorans的生物相容性。发现不同浊点系统的生物相容性都很好，其中在Brij30+TMN-3形成的浊点系统中，菲降解效率最高。.（2）浊点系统强化疏水性有机污染物生物利用度的主要机制是：增溶和两相传质的强化；. 在浊点系统中，疏水性有机化合物增溶在凝聚层相。随着稀相中污染物被微生物降解，凝聚层相中污染物通过扩散传质作用转移到稀相继续被降解。因此，疏水性有机污染物的生物降解得到强化。.（3）不同类型疏水性有机污染物在浊点系统中生物降解可行性的研究。. 项目不仅测试了萘、菲等多环芳烃的生物降解，还尝试了联苯醚及溴代联苯醚的生物降解，得到相似的结果。.同时，项目进一步对比了浊点系统和胶束体系中，S. polyaromaticivorans对菲的降解情况。结果显示胶束体系抑制了细胞的生物降解作用，而浊点系统却促进了这一过程。两种系统对细胞降解代谢产生了不同的影响。那么，细胞降解代谢是如何响应的？值得后续更深入地研究。.综上所述，浊点系统主要通过增溶和传质来强化疏水性有机污染物的生物利用度。本项目解决了疏水性有机污染物在微生物降解中生物利用度低的难题，为生物处理该类污染物提供了理论基础和新的思路。