基本介紹
- 中文名：大氣多環芳羥污染
- 外文名：Atmospheric polycyclic aromatic hydroxyl pollution
- 屬性：化學污染
- 來源：煤和石油的燃燒
- 污染物：多環芳烴
- 參考值：100μg/kg
分類,污染分級,污染修復,微生物修復,降解,
分類
含有兩個以上苯環的碳氫化合物稱為多環芳烴（PAHs）。可分為兩類：第一類是芳香稠環化合物，即相鄰的苯環至少有兩個共用的碳原子的碳氫化合物。例如萘有兩個苯環，兩個共用的碳原子。若幾個苯稠環結合成一橫排狀，稱為直線式稠環,如丁省。若幾個苯環不是線性排列,稱為非直線式稠環,如苯並(a)芘。若有支鏈苯稠環則稱為支鏈式稠環,如二苯並(b,g)。 第二類是苯環直接通過單鏈聯結，或通過一個或幾個碳原子聯結的碳氫化合物，如聯苯和1,2-二苯基乙烷。 多環芳烴最早是在高沸點的煤焦油中發現的。後來證實，煤、石油、木材、有機高分子化合物、菸草和許多碳氫化合物在不完全燃燒時都能生成多環芳烴。當溫度在650～900℃，氧氣不足而未能深度氧化時，最易生成多環芳烴。多環芳烴中有一些化合物可使實驗動物致癌。因此它們對人也可能有致癌作用，引起人們的關注。
污染分級
Mal Iszewska 將歐洲土壤多環芳烴污染程度分為4級：
無污染：<200μg/kg
輕微污染：200~600μg/kg
中等污染：600~1000μg/kg
嚴重污染：>1000μg/kg
污染修復
微生物修復
微生物降解是一種可以將高毒、結構複雜的有機物轉變為低毒或無毒、結構簡單的化合物的污染修復技術，並具有高效、低成本、污染少等優點微生物降解已成為最主要的多環芳烴污染土壤的修復技術。降解多環芳烴的微生物主要為細菌和真菌。
相較於細菌而言，真菌能降解PAHs的種類並不多，但降解PAHs的效率通常高於細菌，特別是在降解高環多環芳烴方面表現突出。很多研究表明，一些絲狀真菌（filamentous fungi）、擔子菌（basidiomycetes）、白腐菌（white-rot fungi）和半知菌（deuteromycetes）對四環或者更高環數PAHs 的降解具有一定的優勢。其中白腐菌（white-rot fungi）可分泌由過氧化物酶和漆酶等組成的胞外木質素降解酶系，形成具有高效PAHs降解體系，對芘、苯並芘等的降解效果明顯。
降解
好氧降解：好氧生物降解過程也稱為有氧呼吸，指微生物在有氧的情況下對污染物質的降解過程，是最主要的生物修復技術。好養細菌降解多環芳烴主要是通過產生雙加氧酶作用於苯環，在芳環上加入兩個氧原子，然後再經過氧化形成順式二氫二羥基化菲，順式二氫二羥基化菲繼續脫氫形成單純二羥基化的中間體，而後被進一步代謝為鄰苯二甲酸等其他中間產物，有望最終降解為水和二氧化碳。
真菌對多環芳烴的降解可分為兩種不同的機制：一是木質素降解酶系體系，二是單加氧酶降解體系。木質素降解酶系包括木質素過氧化物酶、錳過氧化物酶和漆酶，這些酶對底物的作用不具有特異性，能夠氧化很多不同種類的有機物。真菌通過向胞外分泌木質素降解酶可將PAHs氧化成醌，然後經過加氫、脫水等作用使PAHs得到降解。單加氧酶對PAHs的降解機制是在細胞色素P-450單加氧酶的催化作用下向多環芳烴苯環上加氧形成芳香環氧化物，然後經環氧化物水解酶催化水合形成反式二氫二羥基化中間體；催化加氧反應得到的有些芳香環氧化合物不穩定，將繼續反應生成酚的衍生物，並與硫酸鹽、葡萄糖、木糖或葡糖醛酸結合進行重排，得到高水溶性、低毒性的降解中間產物，其更容易被進一步降解。
總體而言，無論是細菌還是真菌，多環芳烴的好氧降解的第一步均是向苯環上加入氧原子，加氧的快慢決定微生物對PAHs降解的效率。
厭氧降解：厭氧微生物可以利用硝酸鹽、硫酸鹽、鐵、錳和二氧化碳等作為其電子受體，將有機化合物分解成更小的組分，往往以二氧化碳和甲烷作為最終產物。與好氧降解相比，PAHs的厭氧降解進程較慢。當PAHs濃度偏高時，PAHs的厭氧降解明顯被抑制。
