近日，成都理工大学蒲生彦团队在环境领域著名学术期刊Environment International上发表题为“Evaluation of the immobilized enzymes function in soil remediation following polycyclic aromatic hydrocarbon contamination”的综述。本综述系统地探讨了固定化酶技术应用于PAHs污染土壤修复的研究现状及前景。基于文献计量分析方法，讨论了2000年至2023年期间，固定化酶修复PAHs污染土壤的研究趋势、酶固定化技术、酶固定化载体材料类型、修复PAHs污染土壤作用机制及固定化酶与多种修复技术联合的未来发展方向等方面研究进展，全面总结了固定化酶用于PAHs污染土壤的研究现状，以期为未来固定化酶在土壤修复领域的发展提供研究基础与见解。·系统分析了固定化酶技术在多环芳烃污染土壤修复中的研究现状及挑战。
·重点讨论了固定化酶的制备技术、反应机制和稳定性评价方法
· 讨论了多种物理、化学提升酶稳定性的有效策略方法。
· 深入揭示了固定化酶对多环芳烃的高效羟基氧化降解机制。
· 提出了固定化酶技术在多环芳烃污染土壤修复领域的未来研究方向和应用前景。多环芳烃（PAHs）是一类具有致癌性、致突变性和生殖毒性的有机污染物，广泛存在于土壤和地下水中，对人类健康和生态系统构成严重威胁（如图1）。传统物理或化学修复方法由于成本高昂，易对环境产生二次污染，难以在实际土壤修复中广泛应用。生物修复作为一种低成本、环保的土壤修复技术，近年来被广泛应用于研究有机污染土壤的修复过程中。然而，一般游离酶容易受到恶劣环境影响，导致稳定性和重复使用性差。相较之下，通过物理、化学或多种联合方法，将酶固定在载体上，将其转化为多相催化剂，提高酶强度的同时，也可增强其催化降解有机物的能力。基于此，本综述系统地探讨了固定化酶技术应用于PAHs污染土壤修复的研究现状及前景。首先，通过文献计量分析表明，近年来关于固定化酶降解PAHs的研究逐渐增多，但实际用于土壤环境领域的研究还相对较少。目前酶固定化载体材料主要包含生物炭、纳米颗粒及多种聚合物，主要通过物理吸附、化学键结合等方式将酶固定于载体上（如图2、3）。在不同的pH和温度下测定酶动力学与活性，可有效预测其修复污染土壤潜力（如图4）。利用固定化酶降解PAHs，其催化降解机制主要是通过酶的羟基氧化作用将PAHs降解为更小的低毒性物质（如图5）。此外，基于现有研究结果，将固定化酶技术与微生物、植物修复技术有效联合，可进一步提升固定化酶降解PAHs的修复效率。该研究的新颖之处在于，它通过文献计量数据深入分析了酶固定化和多环芳烃降解的生化基础。本研究不同于早期侧重于酶修复或文献计量分析的研究，并概述了固定化酶在土壤中修复多环芳烃的实际应用的最新进展和现有差距。关键挑战涉及酶的稳定性、与土壤基质的相互作用和操作条件；因此，关于如何提高固定化酶在环境友好型土壤清洁中的使用效率，提出了新的想法。鉴于对绿色化学和环保方法的重视，该研究还强调了酶应用与传统物理和化学修复方法相比的环境优势。虽然固定化酶技术展现出广阔的应用前景，但如果将其应用于实际工程中，仍面临多相挑战。一是酶在固定化过程中易失活，如何提升其稳定性需进一步研究；二是酶与土壤基质之间相互作用机制复杂，不同土壤类型对固定化效果影响，厘清其相互作用机制尤为重要；三是现有载体材料多为人工合成，开发更加绿色、高效的天然材料（如生物炭）作为酶载体，是未来的研究重点和难点。四是急需推动固定化酶与微生物、固定化酶与植物等多种修复技术联合发展，有效提升固定化酶对PAHs污染土壤环境的适应性及修复效能。 ![]()
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图2. 酶的固定化方法
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Babar Hussain，成都理工大学博士后，地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室土壤地下水污染协同防治创新团队骨干成员。研究领域是土壤-植物系统中污染物的迁移转化机制。以第一/通讯作者在Environment International、Journal of Cleaner Production、Science of the Total Environment、Environment Pollution等期刊上发表论文8篇。
蒲生彦，成都理工大学教授，地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室土壤地下水污染协同防治创新团队学术带头人。来源：地下水原位修复一体化设备研发。投稿、合作、转载、进群，请添加小编微信Environmentor2020！环境人Environmentor是环境领域最大的学术公号，拥有20W+活跃读者。由于微信修改了推送规则，请大家将环境人Environmentor加为星标，或每次看完后点击页面下端的“在看”，这样可以第一时间收到我们每日的推文！环境人Environmentor现有综合群、期刊投稿群、基金申请群、留学申请群、各研究领域群等共20余个，欢迎大家加小编微信Environmentor2020，我们会尽快拉您进入对应的群。
