综述：微生物好氧降解液体培养基中高氯污染物的研究进展（1967年至今）：分类学与降解效率综述

这篇综述系统回顾了1967年以来微生物好氧降解高氯持久性有机污染物（POPs）的研究进展，重点分析了全球土壤分离菌株的分类学特征及其在液体培养基中的降解效率（TEbc ）。研究发现POPs的水溶性（SolH20 ）和辛醇-水系数（Kow ）显著影响降解效率，但降解能力与微生物分类学无关，提示人工群落筛选可能成为增强POPs降解的新策略。

　　

摘要

持久性有机污染物（POPs）因抗生物降解性对生态环境造成长期影响。全球研究从土壤、沉积物和污泥中分离出多种可好氧转化氯代POPs的微生物菌株，但缺乏证据表明这些菌株代表高效降解谱系。本文聚焦氯代POPs，评估了土壤可培养细菌和真菌的分类多样性及其在液体培养中的降解效率。通过Web of Science数据库检索，纳入78项研究共163株菌株的321组降解数据，覆盖25个国家14种POPs。结果显示，微生物降解效率与分类学无关，而与POPs的水溶性等理化性质相关，提示人工群落筛选可能成为土壤修复的新方向。

1. 引言

氯代POPs如滴滴涕（DDT）和狄氏剂（dieldrin）在20世纪40-70年代广泛使用，后因环境和健康问题被限制。尽管被禁用，这些污染物仍在大气、岩石圈和生物圈中残留，尤其在农业区表层土壤中可存留数十年。虽然从土壤和污泥中分离的微生物在液体培养基中表现出POPs降解潜力，但实际土壤修复应用受限，主要归因于污染物的顽固性、低生物利用度以及培养技术的局限性。

2. 材料与方法

2.1 文献检索与筛选

通过Web of Science检索1967-2025年的研究，筛选出78项符合标准的研究，涵盖14种氯代POPs的降解数据。研究限定于好氧降解，以保持数据一致性。

2.2 化学性质分析

收集POPs的辛醇-水系数（K_ow
）、水溶性（Sol_H20
）和蒸气压（Pa）等参数，分析其与降解效率的关联。

2.3 数据预处理

降解效率（% POP减少/天）经温度校正和标准化处理，采用Box-Cox转换（TE_bc
）以符合正态分布。统计方法包括主成分分析（PCA）和多元逻辑回归。

3. 结果与讨论

3.1 POPs特性的作用

水溶性较高的POPs（如五氯酚PCP、林丹lindane和硫丹endosulfan）降解效率显著更高。PCA显示降解效率与K_ow
或蒸气压无直接关联，但水溶性是关键因素。

3.2 降解菌的分类分布

分离菌株主要属于变形菌门（Proteobacteria，50%）和放线菌门（Actinobacteria，20%），真菌则以子囊菌门（Ascomycota）为主。但高效降解菌株随机分布于各分类群，未发现特定谱系优势。

3.3 分类学与降解效率无关

统计检验证实，降解效率与微生物的纲、科或属分类无关。例如，革兰氏阴性菌虽占分离菌株的65%，但其降解效率并未显著优于革兰氏阳性菌。

4. 研究启示与建议

尽管林丹降解菌（如鞘氨醇单胞菌Sphingobium）等特定菌株通过水平基因转移获得降解能力，但多数高氯POPs的降解途径仍不明确。未来研究需结合宏基因组学和人工群落筛选技术，挖掘土壤未培养微生物的降解潜力。此外，土壤物理化学性质（如有机质组成）对POPs生物利用度的影响需进一步探索，以优化原位修复策略。

作者贡献与数据声明

第一作者Christian Krohn负责数据分析和初稿撰写，通讯作者Caixian Tang指导研究并资助项目。数据公开于Mendeley Data平台，无利益冲突声明。