综述专着《化学科学与技术》，2004，12(2)：氰化物的微生物降解（广西大学化学化工学院，广西南宁） 注：氰化物对生物体有剧毒。 目前处理氰化物的物理和化学方法有多种，生物技术为氰化物的降解提供了新的思路。 作者介绍了氰化物的分类、来源和处理技术，重点介绍了微生物降解方法。 关键词：氰化物； 废水; 生物降解； 微生物； 生物转化 CLC编号：毒药。 长期以来，人们一直在寻找简单、低成本、有效的含氰废水处理方法。 与物理、化学方法相比，生物方法成本低、消耗能源少、减少二次污染的可能性，引起了人们的极大兴趣。 氰化物是指分子中含有氰基（CN-）的化合物。 氰化物根据与氰基相连的元素或基团是有机还是无机分为两大类，即有机氰化物和无机氰化物。 详细信息请参见表 1。 几种主要含氰废水处理方法的主要优缺点 优缺点 酸化法可以处理浓度较高的含氰废水。 设备及操作较复杂，投资较高； 有时需要进行二次处理，使过程过长。 加氯法成熟，处理效果好，处理后的废水可达标。 排放操作复杂，纯消耗品，成本高，易产生余氯。 SO不仅可以去除氰化物，还可以降低水中重金属的浓度。 工艺控制严格，SCN不能快速氧化，原料来源困难。 双氧水氧化可将氰化物浓度降至0以下。操作简单。 氰酸盐和硫氰酸盐不被氧化，化学品成本高。 臭氧氧化会降解铁、锌、镍和铜。 氰化效率高，钴氰化降解效率低，能耗高，臭氧生产及过程控制设备成本高。 离子交换法纯化水水质良好，同时可以回收氰化物和重金属化合物。 树脂再生难度大、工作量大、成本高。 高活性炭吸附法工艺简单、投资低、重金属杂质去除率高。 它只能处理清水。 活性炭很容易失活，需要再生。 电解氧化法适用于高浓度含氰废水的处理。 操作简单，可同时拆卸。 金属离子消耗大量能源和成本，处理后需要二次处理。 高温水解法具有不消耗其他化学品、反应完全、无二次污染、适用性广的特点。 水解温度高，反应停留时间长，处理成本高。 稍高化学沉淀法操作简单，处理成本低，处理效率差，污泥量多，排放达不到标准。 微生物降解氰化物生物技术为氰化物降解提供了新的思路。 与其他采用物理、化学技术的方法相比，其优点是成本效益更高，处理效率相当于或高于化学方法，并且减少了二次污染的可能性。
表4列出了氰化物生化降解及一些相关微生物的代谢途径。 参与降解的微生物和途径。 许多微生物具有降解氰化物的特殊酶系统。 细菌（.和）和细菌（以及其他一些，Es-）可以使用氰化物作为碳源和/或氮源。 例如，雪霉病（Snow Mold）利用氰化物水合酶来降解氰化物。 在此途径中，氰化物不可逆地转化为甲酰胺，最后转化为CO。第二条途径是氰化物可以通过催化反应分解产生CO。值得注意的是，氰化物裂解酶在氰酸盐存在下是可诱导的，但氰酸盐不能诱导氰化物加氧酶的产生。 某些作物中也发现了氰化物裂解酶。 该酶的氨基酸序列已显示包含 156 个氨基酸残基。 在某些菌株中，氰化物在氰化物双加氧酶的作用下可直接转化为NH。 微生物代谢途径 单加氧酶++NADP双加氧酶，P.+i，HOCN+水合酶+水解酶++NH氰化物CH ，P.，5-二溴-4-羟基苯甲酸硫氰酸ans，B.，氰化物SCN微生物降解氰化物第四条途径是氰化物水解酶催化氰化物转化为甲酸盐。
这种酶是诱导型的，不产生甲酰胺。 它在有氧和无氧条件下都有活性，不需要辅酶和辅基的再生。 还有一个氰化物降解途径涉及硫氰酸酶，它将氰化物和硫代硫酸盐转化为毒性较小的硫氰化物。 这种酶存在于自然界以及某些细菌（B.、B. ans）和啮齿动物中。 有一种固氮酶可以将氰化物转化为CH。 这种酶被发现于 ，它可以利用氰化物作为氮源。 有机氰化物的降解途径和降解它们的酶也已有报道。 其中的硝化酶可以降解并杀死杂草。 它是从中提取出来的。 许多芳香腈表现出独特的底物性质并转化为相应的酸。 中国科学院微生物研究所从土壤中分离出3株细菌——21、sB-22和.P-21，可将乙腈、丙腈、丁腈、丙烯腈等脂肪腈降解为相应的酰胺，羧酸和氨 [10] 金属氰化物的降解也有报道。 例如，一种菌株能够利用 Ni(CN) 和 Cu(CN) 作为氮源。
与此同时，一些孤立的 P. spp 种群。 能够使用四氰基镍酸盐（TCN）作为唯一的氮源。 有些真菌(,)还能够利用氰化物水合酶将金属氰化物转化为甲酰胺，使其不能进一步降解，不能利用甲酰胺作为氮源。 半胱氨酸在一些α-基因菌株的氰化物解毒中发挥着重要作用。 EUM含有氰化物解毒酶，需要半胱氨酸作为辅助底物。 半胱氨酸的另一个可能的作用是作为金属氰化物的螯合剂，可能降低氰化物的毒性。 一些细菌中的半胱氨酸生物合成途径具有氰化物抗性。 其中，半胱氨酸氧化产生胱氨酸和同型半胱氨酸，胱氨酸与氰化物反应生成氰化丙氨酸，然后水解生成CO。 研究与应用进展 氰化物微生物降解实验研究已完成实例。 第一个商业规模的氰化物微生物降解工厂是该公司的。 总氰化物去除率在91%~99.5%之间，弱酸溶性氰化物（WAD）去除率在98%~100%之间。 事实证明，生物降解氰化物价格低廉，固定投资仅为过氧化氢工艺的 60%，运营成本为过氧化氢工艺的 29%。 英国一家生物加工公司设计了一种将传统工程与生物技术相结合的方案，以获得更好的结果。 减少氰化物的作用。
其中，对30 500块被芳香族聚合物和苯酚污染的土壤进行了生物处理，另外14 000块被属和氰化物污染的土壤被原位埋入粘土中，氰化物在生物降解下转化为CO。 可以分离出降解各种芳香烃聚合物和苯酚的微生物，并将其命名为“先锋”微生物[11]利用过氧化氢法和细菌生物降解法联合修复伍德湖受氰化物污染的土壤和水体。 成功完成。 总氰化物和WAD氰化物的初始浓度均为80 mL。 降解后，采样和检测量分别减少至约 1 mL。 [12] 应用微生物降解氰化物的另外两个例子是：使用RFB1和从中提取的其他金属氰化物络合物。 又如利用菌种富集技术分离出的菌种，通过选择性去除一系列腈类化合物来提高页岩油的品质[13]，还有好氧与厌氧处理、好氧生物处理以及涉及的微生物等方面的研究。 由于氰化物的烷烃生物降解活性在厌氧条件下可能受到抑制而受到越来越多的关注。 细胞固定化后应用于流化床反应器中的NaCN生物修复也被证明是有效的。 固定化后的效果更好[14]，因为它们不会因水洗而减少，并且可以在任何流速下保持较高的细胞浓度。 Yeung-jean Sub [15] 等人。 曾用P.NCIB 11764菌株固定在90%直径小于10的沸石上降解含氰废水。
培养的细胞可以完全适应氰化物，并且可以在氰化物浓度高达260 mg的情况下生长，Yeung-jean Sub等人。 等将含有固定化沸石的活性污泥反应器应用于合成含氰废水的降解，8固定化沸石可完全降解26毫克氰化物。 同时，该反应器还用于连续处理含氰废水。 结果表明反应量为2L，效果明显。 印度石化公司采用生物处理法处理聚丙烯车间含氰废水，建立物化法+活性污泥法、天然细菌、酸等组合工艺，处理含氰废水300年天。 由于旋转生物接触器是开放的，9%的有毒气体可以轻易逸出。 1999年，怀特开发了程控间歇式生物膜反应器（SBBR）。 由于它是一个封闭系统，因此可以克服RBC的缺点[16]。 为了提高生物处理方法的适用性，出现了组合工艺，如湿式空气氧化法和活性污泥法处理聚丙烯车间含氰废水； 过氧化氢氧化随后是自然细菌降解过程。 该法的特点是：能分解硫氰酸盐，炉渣少，外排水少，成本较低。 适用于处理低浓度氰化物。 如果要用CN 200mg处理废水，必须采用组合工艺。 联合工艺的缺点是设备复杂、投资大、操作要求严格。 目前正在向商业化应用迈进。
我国还开展了含氰废水生物处理的工业试验。 中国科学院微生物研究所筛选出分解丙烯腈能力较强的菌株，放入底部过滤器中，显着提高和稳定了丙烯腈的处理效果。 太原煤炭气化公司焦化厂是一家主要生产焦炭和煤气的大型企业。 焦化生产过程中产生大量以苯酚、氰化物为主的废水。 CN浓度超标，不能直接排放。 他们利用的是生化站活性污泥分离出来的废水。 筛选出的高效降氰菌株具有良好的处理效果。 许多微生物可以降解由于自然原因或人为污染而进入环境的有毒氰化物化合物。 由于其自调节性和反应温和，降低了运行成本和操作风险，明显优于物理和化学方法。 因此微生物氰化物降解技术引起了越来越多人们的兴趣。 在实验室和实际应用中均取得了良好的效果。 生物处理方法在国外比较流行，现已达到商业化应用。 为了处理较高浓度的含氰废水，采用湿式空气氧化-活性污泥法、过氧化氢法-生物降解法等组合工艺在经济上是可行的。