生物炭强化苯酚降解菌代谢通路及邻位裂解机制的协同降解研究

为解决高浓度酚类污染物降解效率低的问题，研究人员开展生物炭(BC)辅助苯酚降解菌(PDB)的协同降解机制研究。结果表明：1300 mg/L苯酚浓度下，BC-PDB组合的降解率高达82.4%，较单独PDB提升40.8%。通过GC-MS和PICRUSt2分析揭示BC通过调控原儿茶酸(protocatechuate)、甲苯(toluene)和苯乙酸(phenylacetate)代谢通路，激活邻位裂解(ortho-cleavage)途径并促进氧驱动代谢，为生物强化修复技术提供新思路。

　　

生物炭的添加显著促进了苯酚降解菌(Phenol-Degrading Bacteria, PDB)对污染物的分解代谢。实验数据显示，在1300 mg/L的高苯酚浓度条件下，生物炭辅助PDB系统展现出82.4%的苯酚去除率，较单独使用PDB的41.6%去除率实现近倍增效果。

微生物群落分析揭示，生物炭处理组中γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、沙雷氏菌属(Serratia)、拉乌尔菌属(Ralstonia)和肠杆菌属(Enterobacter)的丰度显著提升。气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)结合代谢组学分析证实，PDB主要通过邻位裂解途径(ortho-cleavage pathway)降解苯酚。

功能预测工具PICRUSt2分析表明，生物炭可能通过调控原儿茶酸(protocatechuate)、甲苯(toluene)和苯乙酸(phenylacetate)的代谢网络来增强PDB活性。代谢组学证据显示，生物炭既能促进氧驱动代谢过程，又能为细菌提供额外能量供给，这种双重作用机制为理解生物炭-微生物协同降解提供了新的生化视角。