東北地理所在生物-光催化劑耦聯修復石油污染研究方面取得新進展
石油污染是當今世界亟待解決的環境污染問題之一，東北地理所環境修復材料與技術學科組于洪文、徐興健等研究人員，針對石油污染修復研究的理論與技術需求，利用從吉林油田污染土壤中篩選出的石油烴降解菌Acinetobacter sp. JLS1和環境友好型光催化劑g-C3N4，成功構建了用于石油烴高效降解的生物-光催化耦聯修復系統（Bio-photocatalytic hybrid system），研究并明確了該系統對石油烴組分中正十六烷（C16alkane）的降解性能及相關機制。
研究表明：在可見光條件下，生物-光催化耦聯修復系統可在4 h內降解78.2%的濃度為0.25% (v/v)的C16alkane,降解性能遠高于單獨的生物催化（38.3%）和光催化（26.8%），說明Acinetobacter sp. JLS1和g-C3N4在可見光條件下具有協同降解C16alkane的能力。同時，本研究進一步從代謝、細胞和分子水平，闡明了該系統協同降解C16alkane的機理：（1）長直碳鏈烷烴C16alkane，通過g-C3N4的光催化降解作用斷裂為短碳鏈的直鏈烷烴，易于Acinetobacter sp. JLS1吸收和利用，也導致細菌細胞內的烷烴代謝產物類型更為豐富；（2）g-C3N4在可見光作用下產生的活性氧自由基（ROS）造成細菌細胞表面出現明顯的孔洞和破損，增加了細胞膜的滲透性，提高了細菌對C16alkane的攝入效率；（3）可見光條件下，g-C3N4的存在顯著提高了菌株JLS1細胞內alkB基因的轉錄表達水平。同時，研究中發現，盡管生物-光催化耦聯修復系統對C16alkane有較高的降解效率，但是該系統中的菌株JLS1的菌體生長量并未顯著增加，說明g-C3N4光催化作用對細菌產生的持續性攻擊延緩了細菌細胞的自我修復過程。該生物-光催化耦聯修復系統的建立不僅為石油烴污染修復研究領域提供了嶄新的技術理論，也將為農藥、激素等環境中有機污染物的凈化研究提供新思路。
相關研究成果在線發表在國際化學工程領域著名期刊Chemical Engineering Journal（2017.https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.04.138）上。該研究工作得到了中科院“一三五”培育項目和吉林省科技發展計劃青年基金等項目的資助。
Xingjian Xu#, Zhenhao Zhai, Haiyan Li, Quanying Wang, Xuerong Han*, Hongwen Yu*. Synergetic effect of bio-photocatalytic hybrid system: g-C3N4 and Acinetobacter sp. JLS1 for enhanced degradation of C16 alkane. Chemical Engineering Journal, 2017, DOI:10.1016/j.cej.2017.04.138.
附件下載：
吉公網安備22017302000214號
