《Biochemical Engineering Journal》：Immobilization of
Trametes versicolor onto luffa sponge for eco?compatible and durable bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbons
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•通过丝瓜络海绵固定化，实现对土壤的高效真菌增菌修复。•对持久性PAHs（如芘和苯并[a]芘）的去除效果更为优异。•表明这是一种绿色修复方式，有助于提升土壤整体健康与质量。引言多环芳烃（PAHs）是一类有机环境污染物，其特征为疏水性、亲脂性以及稠合芳环结构[1]。这些化学物质
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通过丝瓜络海绵固定化，实现对土壤的高效真菌增菌修复。
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对持久性PAHs（如芘和苯并[a]芘）的去除效果更为优异。
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表明这是一种绿色修复方式，有助于提升土壤整体健康与质量。
引言
多环芳烃（PAHs）是一类有机环境污染物，其特征为疏水性、亲脂性以及稠合芳环结构[1]。这些化学物质对生物体具有致突变、致癌、致畸和免疫毒性作用。其中，苯并[a]芘（BaP）是最强的致癌物之一，具有遗传毒性，被国际癌症研究机构（IARC）列为1类致癌物。由于工业活动和日常行为导致大量PAHs排放到环境中，PAH污染已成为一个迫切需要及时修复的重大环境问题[2]。传统的物理和化学修复方法通常成本过高，且可能产生二次污染物[[3], [4], [5]]。相比之下，生物降解逐渐成为更具吸引力的替代方案，受到科学界的广泛关注[6]。
白腐真菌能够自然地利用结构复杂的木质素作为碳源，凭借其特殊能力被应用于降解有机污染物[7,8]。例如，白腐真菌在修复含多氯联苯（PCB）污染土壤方面表现出高效性，在各土壤深度均实现了PCB浓度的显著降低，并鉴定出特定的PCB降解中间体[9]。然而，白腐真菌的实际应用受到其生长速率相对缓慢的制约——与其他土壤土著微生物相比，它们在基质竞争上处于劣势。此外，其所需的有氧代谢极大地阻碍了它们在污染土壤中的自然定殖效率和降解性能。
固定化技术提供了一个有前景的解决方案，它通过创建保护性微环境，提高微生物的存活率和降解活性，同时减轻不利环境因素和微生物竞争的影响。多种木质纤维素材料已被探索作为真菌固定化载体，包括甘蔗渣、稻草、椰糠、木屑和生物炭复合材料[10]。其中，甘蔗渣固定化的金粒银耳状真菌（*Phanerochaete chrysosporium*）在液体培养中实现了约84%的蒽降解率[11]，而基于生物炭的载体由于其高比表面积和表面官能团，展现出增强的吸附-生物降解协同作用[12]。然而，这些载体中的许多需要能量密集型预处理，如热解、化学交联或表面接枝，才能达到最佳性能，这显著增加了材料成本（如生物炭 > 320欧元/m3），并可能引入二次化学污染物[13]。从实际角度来看，载体功能与操作简便性之间的权衡仍是规模化固定化真菌技术应用于土壤修复的关键挑战。
丝瓜络是一种低成本、可生物降解且无毒的生物材料，富含木质素和纤维素。其发达的孔隙结构、较大的比表面积和可接受的机械强度使其在作为吸附剂、微生物载体或复合材料填料方面颇具吸引力[14]。以往对丝瓜络的研究主要集中在化学改性形式——包括碱处理、酯化和纳米颗粒涂覆衍生物——旨在提高对重金属和染料的吸附性能[15]。然而，这些改性策略引入了额外的加工步骤和材料成本，并可能降低载体的固有可降解性和环境相容性。据我们所知，未经改性的原丝瓜络尚未被测试作为PAH污染土壤中真菌固定化的载体。这一知识空白值得填补，因为原丝瓜络固有的宏观多孔结构——无需任何预处理——原则上可以为真菌菌丝提供足够的物理庇护和氧气供应。如果得到证实，这将使原丝瓜络成为经过大量工程改造的载体的一种低技术、低成本替代品，尤其是在中等污染环境中，操作简便性和经济可行性是主要关注点。然而，在现场规模的土壤清理中，收集固定化细胞是不切实际的，这使得研究重点转向能够在原位无害分解的载体。例如，甘蔗渣固定化的白腐真菌*Phanerochaete chrysosporium*实现了约84%的蒽（Ant）降解率[16]。值得注意的是，化学改性的丝瓜络尚未用于加速土壤中的PAH降解。
在本研究中，我们探讨了未经改性的原丝瓜络——一种无需化学或物理预处理的木质纤维素农业废弃物——能否作为有效载体用于T. versicolor（平盖灵芝）在PAH污染土壤中的固定化。尽管各种木质纤维素材料已被探索作为真菌载体，且经化学或物理改性的丝瓜络已在水处理中得到研究，但原丝瓜络作为土壤生物修复固定化载体的应用尚未被报道。在初步筛选当地可用的农业废弃物后，丝瓜络因其优异的 fungal 定殖能力被选中。使用该载体，我们随后：(i) 表征了PAHs在丝瓜络基质上的吸附动力学和等温线；(ii) 评估了LIT系统在水体和田间污染土壤中的PAH去除性能；(iii) 阐明了修复过程中的微生物群落动态和功能变化。本研究并非旨在超越工程改造的载体，而是提供了一个概念验证：未经加工的农业废弃物可以实现与现场相关的PAH去除——为资源有限环境下的生物修复提供一个实用基线。
章节片段
化学品与材料
菲（Phe）、芘（Pyr）、苯并[a]芘（BaP）、16种PAHs标准混合物和1-羟基苯并三唑（HBT）购自上海易安化学科技有限公司（中国上海）。乙腈和二氯甲烷（HPLC级乙腈；其他分析级试剂）购自北京爱博泰克科技有限公司（中国北京）。生物表面活性剂NK-Bsoil-3，可增强PAH脱附和溶解，提高其对生物
T. versicolor在木质纤维素载体上的固定化
为了从当地可用的农业废弃物中确定适合真菌固定化的载体，我们比较了T. versicolor在四种木质纤维素材料上的定殖效率：丝瓜络、玉米秸秆、甘蔗渣和椰糠。这四种载体在相同的无营养液条件下接种，并在第3、5、10和15天通过麦角甾醇测定法监测真菌生物量——这是一种公认的可存活真菌生物量生物标志物。
如图1所示
结论
本研究中开发的LIT展现出高效的PAH去除能力，在三天内实现了共污染水体中菲和苯并[a]芘的100%去除率。这一卓越性能归因于LIT的化学吸附、多层分配和内源性PAH降解的协同机制。在土壤修复中添加丝瓜络显著提高了土壤可溶性有机碳（DOC）浓度，从而促进了PAH降解微生物的增殖。
CRediT作者贡献声明
高道文： 资金获取。陈冠宇： 方法论。侯泽霖： 撰写——审阅与编辑。陶华宇： 撰写——原稿，方法论。吴永康： 软件。蔡荣： 软件，调查。梁红： 正式分析。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本工作得到了中国科学和技术国家重大研发计划[中国科学和技术国家重大研发计划]的支持，基金号[2020YFC1808801]。
高道文 | 陈冠宇 | 侯泽霖 | 陶华宇 | 吴永康 | 蔡荣 | 梁红
