三氮唑特效降解菌的表征及降解条件的优化(2)
三氮唑类化合物被广泛应用在众多领域，但由于自然界中固有的微生物难以识别和降解人工合成的三氮唑类化合物，这对环境和人类健康构成严重的危害。因此，研究三氮唑的生物降解能为以它为母体的三唑类衍生物的生物降解提供有益的启示。但是，目前国内外未见有关三氮唑特效菌及其生物降解的文献。本文通过对第一株三氮唑特效降解菌NJUST26的深入研究，实现了三氮唑的生物降解，具有实践应用价值。
1.2 三氮唑的结构与性质
图1.1三氮唑立体结构图
三氮唑的分子立体结构如图1.1所示，它具有易溶性，在水中较高的溶解度（水溶解度1600mg/L）。同时它具有强的亲电反应活性，可以衍生出大量的三氮唑类化合物[2]。此外，由于存在两个氮原子的吸电子作用，三氮唑呈现较弱的生物降解性能。
1.3 三氮唑的应用
目前，文献报道有超过20万种的1, 2, 4-triazole衍生物，因为其显著的药理活性及独特的结构特征而在农业、医学和工业领域得到广泛的应用。
在农业领域，由于其自身的生物活性，大量具有高效杀菌活性的三唑类杀菌剂被广泛研发并应用于杀菌、除草和杀虫等方面。三唑类杀菌剂可防治农作物的植物病害[3]，还可以作为植物生长调节剂，调节和控制植物的生长发育[4]。
在医疗领域，三氮唑衍生物因具有抗血小板凝聚和消炎等生理活性[5-6]，成为药物研究和开发的重要领域之一。目前，已有大量三唑化合物用作为抗惊厥、真菌、肿瘤、病毒等药物，成功应用于临床[7]。
在工业领域，目前苯并三氮唑是应用最为广泛的一种有机缓蚀剂，有效地抑制酸对金属的腐蚀[8]，从而实现对铜的保护。
1.4 三氮唑的危害
1, 2, 4-三氮唑因其特有结构而具有易溶性，从而转移到土壤和地下水中，因此在海水、地下水、沉积物和土壤中普遍存在[9-11]。尤其在农业领域，大部分农药会根据土壤质地与其中有机质的不同[12]，不同程度地不断积累；还有大部分农药通过土壤进入并积累于饮用水体系中，在土壤-水系统中的难降解，对环境和人类健康构成巨大的威胁[13-14]。某水域农药污染调查报告中，研究人员在表层水中检测出大量的三氮唑衍生物，三唑酮、多效唑、丙环唑、腈茵唑等，最高浓度分别为173.3ng/L、126.1 ng/L、123.2 ng/L、160.2 ng/L[15]。
由结构性质可知，三氮唑是难生物降解的五元杂环化合物。据研究发现其衍生物三唑醇在 pH4-pH7（20℃和40℃）条件下十分难水解（降解半衰期＞250d）[16]，长期残留于土壤中。还有学者研究发现唑类农药氧环唑、环丙唑醇和戊唑醇在河水和海水中的半衰期都长达52.5～133.9 d，难降解且残留持久性较高[17]。
此外，大量研究表明三唑类杀菌剂对生物体造成危害。据文献报道，三唑类杀菌剂对小球藻和斑马鱼具有急性毒性[18-19]，对鱼类胚胎也会造成致死、致畸、抑制发育等不良影响[20]。Trosken等[21]通过实验探究发现，三唑类杀菌剂可能是环境内分泌干扰物，会影响人体类固醇生物的合成，对人体健康造成危害。
综上所述，三氮唑作为一种典型的五元含氮杂环化合物，其污染具有广泛性、难生物降解性和生物毒性。因此，研究三氮唑废水的治理对环境保护具有积极的意义。
1.5 三氮唑废水的治理方法
目前，关于三氮唑废水处理的文献较少。然而，含氮杂环化合物废水治理方面的大量文献报道可为三氮唑废水的处理提供技术参考。近年来国内外对含氮杂环化合物的废水处理进行了大量探索与研究，处理方法主要分为物理法、化学法（主要是高级氧化法)、生物法，具体如下：