从美国到中国：厌氧微生物修复多氯联苯污染

在好氧条件下，微生物通过双加氧酶将O2加到联苯环上，脱氢生成邻苯二酚，随后打开苯环［25］。一般认为，仅有一氯联苯可以直接作为微生物生长代谢的碳源，其余被好氧降解的多氯联苯均作为共代谢底物而被降解。多氯联苯好氧降解的具体过程如图1.3所示。首先由联苯双加氧（BphA）酶攻击多氯联苯分子（A）的2，3 碳健，形成二氢醇（B）混合物；随后，二氢醇在二氢二羟基脱氢酶（BphB）的作用下生成2，3-二羟基-联苯（C）；接着2，3-二羟基-联苯通过2，3-二羟基双加氧酶（BphC）的作用在1，2 位置断裂，生成间位开环混合物，主要为2-羟基-6-氧-6-苯-2，4-二烯烃（D）；然后，在水解酶（BphD）的作用下，间位开环混合物发生脱水生成相应的氯代苯甲酸（E）以及2-羟基-2，4-双烯戊酸（F）；最后，氯代苯甲酸继续被其他相关微生物降解，2-羟基-2，4-双烯戊酸也可作为相关微生物的碳源/能量源，最终氧化生成CO2［26］。

图1.3 PCBs 微生物好氧氧化过程(https://www.xing528.com)

注：BphA—联苯双加氧酶，BphB—二氢二羟基脱氢酶，BphC—2，3-二羟基双加氧酶，BphD—水解酶；A—多氯联苯，B—二氢醇，C—2，3-二羟基-联苯，D—2-羟基6氧-6-苯-2，4-二烯烃，E—氯代苯甲酸，F—2-羟基-2，4-双烯戊酸。

研究发现，多氯联苯的好氧降解与其分子结构关系密切，其中：（1）多氯联苯的氯原子数越多，好氧降解越困难，微生物通常只对含有1～4 个取代氯的多氯联苯分子起作用；（2）氯原子取代数较少或无氯原子取代的一侧苯环通常优先开环；（3）氯原子的取代发生在相邻位置可以很大程度抑制好氧降解；（4）当邻位取代的氯原子数大于等于2（一个环上有两个邻位氯或两个环上都各有一个邻位氯）的多氯联苯通常难以降解［25，27，28］。更为重要的是，由于沉积物通常仅有泥-水界面下的几毫米是含O2的，多氯联苯的好氧氧化降解在沉积物中非常有限。