好氧降解:好氧生物降解過程也稱為有氧呼吸,指微生物在有氧的情況下對污染物質的降解過程,是最主要的生物修復技術。好養細菌降解多環芳烴主要是通過產生雙加氧酶作用于苯環,在芳環上加入兩個氧原子,然后再經過氧化形成順式二氫二羥基化菲,順式二氫二羥基化菲繼續脫氫形成單純二羥基化的中間體,而后被進一步代謝為鄰苯二甲酸等其他中間產物,有望最終降解為水和二氧化碳。
真菌對多環芳烴的降解可分為兩種不同的機制:一是木質素降解酶系體系,二是單加氧酶降解體系。木質素降解酶系包括木質素過氧化物酶、錳過氧化物酶和漆酶,這些酶對底物的作用不具有特異性,能夠氧化很多不同種類的有機物。真菌通過向胞外分泌木質素降解酶可將PAHs氧化成醌,然后經過加氫、脫水等作用使PAHs得到降解。單加氧酶對PAHs的降解機制是在細胞色素P-450單加氧酶的催化作用下向多環芳烴苯環上加氧形成芳香環氧化物,然后經環氧化物水解酶催化水合形成反式二氫二羥基化中間體;催化加氧反應得到的有些芳香環氧化合物不穩定,將繼續反應生成酚的衍生物,并與硫酸鹽、葡萄糖、木糖或葡糖醛酸結合進行重排,得到高水溶性、低毒性的降解中間產物,其更容易被進一步降解。
總體而言,無論是細菌還是真菌,多環芳烴的好氧降解的第一步均是向苯環上加入氧原子,加氧的快慢決定微生物對PAHs降解的效率。
厭氧降解:厭氧微生物可以利用硝酸鹽、硫酸鹽、鐵、錳和二氧化碳等作為其電子受體,將有機化合物分解成更小的組分,往往以二氧化碳和甲烷作為最終產物。與好氧降解相比,PAHs的厭氧降解進程較慢。當PAHs濃度偏高時,PAHs的厭氧降解明顯被抑制。