ZnSe纳米颗粒与生物表面活性剂在增强蒽生物降解作用方面的比较研究

《Biodegradation》：Comparative study on ZnSe nanoparticles and biosurfactant for enhanced anthracene biodegradation

纳米生物修复策略通过ZnSe纳米颗粒与生物表面活性剂协同微生物降解有效去除苯并[a]芘，富集菌株为Dyadobacter endophyticus和Pseudomonas otitidis，14天降解率达98%，中间产物为低毒酸类。

　　

摘要

多环芳烃（PAHs），如蒽，由于其低溶解度、毒性和对微生物攻击的抵抗力，在生态系统中长期存在，对环境和健康构成严重威胁。现有的修复方法往往受到降解效率低下和矿化不完全的局限。本文提出了一种纳米生物修复策略，将锌硒（ZnSe）纳米颗粒与生物表面活性剂辅助的微生物降解相结合，以提高蒽的去除效果。在本研究中，通过富集培养技术分离出潜在的菌株，鉴定出Dyadobacter endophyticus KSKT01（登录号-PP422395）和Pseudomonas otitidis KKT09（登录号-PP563796）。生物表面活性剂通过FTIR和GC–MS进行了分离和表征，确定为脂肽类物质。纳米颗粒通过紫外-可见光谱仪、FTIR、FE-SEM、HR-TEM、EDX、AFM和XRD进行了合成和结构分析。ZnSe在紫外光谱中显示出200纳米处的吸收峰。FTIR光谱显示其可能含有与生物分子相关的官能团（炔烃、烯烃和硝基化合物）。FE-SEM和HR-TEM表明ZnSe纳米颗粒呈球形，粒径范围为200纳米，AFM也证实了合成ZnSe纳米颗粒的球形结构。XRD测得其晶体粒径为55.5纳米，EDX分析了ZnSe的元素组成（Zn-53.2%和Se-46.8%）。实验结果表明ZnSe具有稳定性和结晶性，这有助于电子转移和微生物之间的相互作用。对比实验表明，纳米颗粒、生物表面活性剂和微生物联合体系在14天内（浓度为50 mg/L）实现了98%的蒽降解。气相色谱-质谱分析证实，蒽通过双加氧酶介导的途径转化为毒性较低的中间产物，如萘酸和水杨酸。我们的发现表明纳米生物修复是一种有前景的可持续清洁技术，并为蒽的降解机制提供了理论依据。