溴代阻燃剂是一类具有持久性,亲脂性和生物累积性的含溴类化合物。到目前为止,对于这类化合物生物降解的报道比较有限,且大多研究仅集中在利用活性污泥厌氧脱溴方面,因此筛选出能够有效降解此类化合物的单一优势菌种将是生物降解研究的一个良好开端。本论文主要从采集于贵屿电子垃圾富集区的活性污泥中,利用以底物为唯一碳源的驯化方法分离筛选出可分别降解四溴双酚A(TBBPA),双酚A(BPA)和三溴苯酚(TBP)等典型溴代阻燃剂的高效降解菌种,并分别利用16S rRNA序列分析和细菌生理生化指标测试两种方法对这三个生物菌种进行了鉴定。利用各自的降解菌种,分别对两种溴代阻燃剂的脱溴和降解动力学,BPA的降解动力学以及三种有机物的矿化率进行了系统的研究,并对典型内分泌干扰物BPA生物降解过程中雌激素变化规律进行了考察,同时利用气相色谱质谱联用仪(GC/MS)分析了各自降解过程中产生的中间产物,通过对比NIST数据库的标准质谱图与标样共注验证相结合的方法对检测得到的中间产物分别进行了比对鉴定,并针对不同的溴代阻燃剂提出了各自的降解途径和降解机理。为了进一步验证生物降解溴代阻燃剂的降解途径和机理的正确性,同时对TBP和BPA与TBBPA共代谢的降解特征进行了研究。研究结果表明:　　 (1)筛选鉴定出了在有氧条件下可高效脱溴并氧化TBBPA的一株苍白杆菌的新变种Ochrobactrum sp.T。降解实验表明,在3 mg/L TBBPA,接种量25 ml/100ml,温度35℃,转速200 rpm,pH7.0的条件下反应72 h,降解率和脱溴率最高分别可达92％和87％。动力学拟合结果表明该生物降解过程符合一级动力学反应模型。当反应延长至120h时,5 mg/L的TBBPA矿化率最高可达36％。此外,根据鉴定得到的8种中间产物推测TBBPA的生物降解机理为TBBPA首先被氧化降解可消耗掉一部分氧气并产生电子,从而为还原脱溴的发生提供了合适的条件。通过TBBPA中间产物生成途径及矿化实验进一步证明该高效降解菌种可以在氧气存在的条件下同时还原脱溴和氧化降解TBBPA。　　 (2)利用分离鉴定出的芽孢杆菌GZB降解BPA的最佳条件为:在底物浓度为5mg/L,接种量20 ml/100 ml以上,温度37℃,150 rpm,pH值7.0到8.5之间,经过96 h有氧条件下的降解,BPA最高降解率可达100％,矿化率为51％。该生物降解过程也符合一级动力学降解模型。无氧条件下降解BPA的研究表明,用Fe3+替代O2作为电子受体同样可进行BPA的氧化降解。而BPA降解过程中中间产物雌激素效应的变化呈现出先升高再降低的趋势,表明该降解过程中虽然产生了具有雌激素效应的中间产物,但最终也可被该高效降解菌种降解,这说明利用芽孢杆菌GZB降解BPA的过程可以有效地将BPA矿化脱毒。　　 (3)通过对TBP生物降解菌种的筛选得到一株可高效降解TBP的芽孢杆菌GZT,生物脱溴和降解动力学实验表明,反应在较低的浓度范围内(3-10 mg/L)呈现出一级动力学降解趋势,在底物浓度为3 mg/L,接种量20 ml/100 ml,37℃,200 rpm,pH7.0时降解120 h,降解率和脱溴率最高分别可达93％和89％。同时,利用响应面法建立的用于优化TBP降解率和脱溴率降解条件的两个模型也可以很好的用于预测‘TBP生物降解的最佳条件。降解过程的产生中间产物通过GC/MS分析以及标样共注比对的方法进行了鉴定确认。在此基础上提出了TBP生物降解的途径也是脱溴和氧化同时发生的过程,而且脱溴作用是以还原脱溴为主,甲基化脱溴为副的两个反应途径,还原脱溴是邻位脱溴易于对位脱溴,甲基化脱溴的来源和途径推测为色氨酸代谢产生的一碳单位经由甲硫酸循环传递至外源底物TBP。TBP的脱溴和矿化实验进一步验证了降解的终产物为Br-,H2O和CO2。　　 (4)以TBBPA为目标化合物的共代谢体系中,电子供体的实验表明:在乙醇和葡萄糖分别作为能源供体的条件下对TBBPA的生物降解均有促进作用。共代谢底物TBP的加入对TBBPA降解具有明显的抑制,而TBP作为TBBPA脱溴的竞争性抑制剂的作用远远小于其对细胞产生的生物毒性作用。BPA作为共代谢底物的研究表明反应初期BPA的加入对TBBPA的降解具有促进作用,这可能是由于BPA作为可被氧化的底物加入时可消耗氧气并提供电子,这一现象与之前提出的TBBPA生物降解的机理是完全吻合的。