脂烃类降解的应用与技术

微生物对脂烃类的降解大致有以下特点:①很多微生物可以降解脂烃类，通常土壤中含有足够的微生物种群进行生物修复；②这个过程需要氧，所以这类化合物对污染环境进行生物修复需要好氧条件；③长链脂肪烃比短链脂肪烃容易降解，分子量太大不容易生物降解；④链烃比环烃容易降解，直链烷烃比支链烷烃容易降解；⑤饱和脂肪烃比不饱和脂肪烃容易降解；⑥水分低于50%，pH 值高于8.5 时会抑制生物降解作用。

1)链烃的降解

（1）链烃生物氧化的方式

链烃的最初降解作用有4 种氧化方式:单末端氧化、双末端氧化、次末端氧化和直接脱氢。

①单末端氧化。 在加氧酶的作用下，氧直接结合到碳链末端的碳上，形成对应的伯醇，伯醇再依次进一步氧化成为对应的醛和脂肪酸，脂肪酸再按β-氧化方式氧化分解，即形成乙酰CoA 后进入中央代谢途径，碳链的长度由Cn 变为Cn-2。 反应重复进行，直至烃类完全氧化。

②双末端氧化。 链烷烃氧化可以在两端同时发生，这种氧化的产物为二羧酸。 双末端氧化经常会在支链烷烃中出现，一端β-氧化受阻，另一端氧化还可以进行。

③次末端氧化。 有的微生物能氧化烷烃末端的第二个碳，即次末端氧化，形成仲醇，然后再依次氧化成醛和酯，酯被水解为伯醇和乙酸，然后进一步分解。

④直接脱氢。 脂肪烷烃在厌氧条件下可以直接脱氢，由烷烃变为烯烃，进一步转变为仲醇、醛和酸。(www.xing528.com)

（2）各类链烃的微生物降解

短链烷烃比长链烷烃难降解，小于C10的短链烷烃由于有较强的溶解性，毒性较强。 小于C10的烷烃由于挥发性强在多数污染环境中很少发现。

长链脂肪烃在好氧条件下易被多种微生物降解。 土壤中含有大量的以烃类作为唯一碳源和能源的微生物。 对大多数烃类污染的土壤，水分含量如果低于50%就会抑制降解。 这种现象与这类化合物的疏水性质有关。 在pH 值大于8.5 时它们的降解速率也会受到限制。

短链烃类降解和长链烃类的降解有很大的不同，需要有特殊的微生物。 除甲烷可以作为唯一碳源供给特有微生物生长外，其他烷类如乙烷、丙烷和丁烷需要共代谢。

烯烃降解时，微生物可以攻击甲基端，也可以攻击双键。 不饱和直链烃一般没有饱和直链烃容易降解。 具有支链的烷烃很难降解，只有很少的微生物可以利用这类烷基分支的化合物作为唯一碳源和能源。

2)环烷烃的降解

环烷烃的降解和链烷烃的次末端降解途径相似。 许多能氧化非环烷烃的微生物由于专一性较宽，也可以水解环烷烃。 羟基化是降解它们的关键步骤。 各类取代环烷烃化合物对微生物的稳定性有很大差异。 带羧基的容易降解，而带氯原子的抗降解，后者是许多杀虫剂的基本结构。 带有长碳侧链的环烷烃抗微生物降解，这些污染物来源于原油。 有偶数碳原子正烷基侧链的环烷烃，其侧链容易氧化；而有奇数碳原子正烷基侧链的环烷烃，其侧链甲基容易羟化，然后被氧化为对应的酸，再行氧化。