微生物對有機(jī)物的降解作用.

1、微生物對有機(jī)物的降解作用摘要： 本文介紹了有機(jī)物的性質(zhì)、污染狀況及處理方法；以多環(huán) 芳烴和農(nóng)藥為例闡述了微生物降解有機(jī)物的機(jī)理及影響因素；綜 述了國內(nèi)外研究較多的幾種生物難降解污染物微生物處理技術(shù)的 進(jìn)展，并對今后的幾個研究發(fā)展方向進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞： 微生物 有機(jī)物 降解作用1 引言 有機(jī)污染物是指以碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸以及脂肪等 形式存在的天然有機(jī)物質(zhì)及某些其他可生物降解的人工合成有機(jī) 物質(zhì)為組成的污染物，主要包括酚類化合物、芳香族化合物、氯 代脂肪族化合物和腈類化合物等。目前，由于大量工業(yè)廢水和生活污水未達(dá)標(biāo)排放，以及廣大農(nóng) 村地區(qū)大量使用化肥和農(nóng)藥等農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)，使我國水體和土壤

2、 受到不同程度的污染，嚴(yán)重的破壞了地球的生態(tài)平衡。七大水系 的411個地表水監(jiān)測斷面中，水質(zhì)為I川類、WV類和劣V類 的斷面比例分別為 41、 32和27。其中，珠江、長江水質(zhì)較 好，遼河、淮河、黃河、松花江水質(zhì)較差，海河污染嚴(yán)重。而農(nóng) 業(yè)土壤中15種多環(huán)芳烴（PAHs）總量的平均值為4.3mg/kg，且 主要以4環(huán)以上具有致癌作用的污染物為主，占總含量的約 85 %， 僅有6%的采樣點尚處于安全級。 而工業(yè)區(qū)附近的土壤污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)高 于農(nóng)業(yè)土壤：多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、塑料增塑劑等，這些高致癌 的物質(zhì)可以很容易在重工業(yè)區(qū)周圍的土壤中被檢測到，而且超過 國家標(biāo)準(zhǔn)多倍。處理有機(jī)物的一般方法可分為三大類

3、1：物理方法：主要有吸 收法、洗脫法、萃取法、蒸餾法和汽提法等；化學(xué)方法：如光催 化氧化法、 超臨界水氧化法、 濕式氧化法、 以及聲化學(xué)氧化法等， 這一方法應(yīng)用較多；生物方法：包括植物修復(fù)，動物修復(fù)和微生 物降解三類技術(shù)。與其他處理方法相比，微生物降解有機(jī)物具有 無可比擬優(yōu)勢：(1)微生物可將有機(jī)物徹底分解成C02和出0,永久的消除污 染物，無二次污染；( 2)降解過程迅速,費用低,為傳統(tǒng)物理、化學(xué)方法費用的30% 50%;(3)降解過程低碳節(jié)能,符合現(xiàn)在節(jié)能減排的環(huán)保理念。2 微生物降解有機(jī)物的機(jī)理及影響因素2.1 微生物降解有機(jī)物的機(jī)理 用于降解有機(jī)物的微生物主要有細(xì)菌和真菌,降解的方式主

4、要包括堆肥法、生物反應(yīng)處理和厭氧處理等,但每一過程都是利用 微生物的代謝活動把有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)甚至礦化 2。以多環(huán)芳烴( PAHs) 34和農(nóng)藥 5的降解為例來說明。2.1.1微生物對多環(huán)芳烴(PAHs)的降解 微生物之所以能降解多環(huán)芳烴依賴于它們對多環(huán)芳烴的代謝。微生物通過兩種方式對PAHs進(jìn)行代謝：1 )以PAHs作為唯一 的碳源和能源：2 )把PAHs與其它有機(jī)質(zhì)進(jìn)行共代謝降解。研究 表明許多微生物能以低分子量的 PAHs (雙環(huán)或三環(huán)) 作為唯一的 碳源和能源，并將其完全礦化。而四環(huán)或多環(huán) 的PAHs的可溶性 差,比較穩(wěn)定,難以降解,一般要通過共代謝方式降解。研究又 表明，

5、微生物在有氧和無氧條件下都能對多環(huán)芳烴進(jìn)行降解。( 1)共代謝降解 高分子量的多環(huán)芳烴的生物降解一般均以共代謝方式開始。共 代謝作用可以提高微生物降解多環(huán)芳烴的效率，改變微生物碳源 和能源的底物結(jié)構(gòu)，增大微生物對碳源和能源的選擇范圍，從而 達(dá)到難降解的多環(huán)芳烴最終被微生物利用并降解的目的。在有其他碳源和能源存在的條件下，微生物酶活性增強(qiáng)，降解 非生長基質(zhì)的效率提高，也稱為共代謝作用。烴類的降解的初始 階段都是通過加氧酶的作用在碳鏈上加上氧原子， 再經(jīng)過一系列 的反應(yīng)使烴鏈斷開，最終完成降解。選擇誘導(dǎo)物 （基質(zhì)類似物 ）應(yīng)該考慮： 毒性相對較低， 價格低廉， 可以作為微生物生長所需的碳源和能源，

6、可以提高微生物內(nèi)加氧 酶的含量和活性的物質(zhì)，如水楊酸、鄰苯二甲酸、聯(lián)苯等。礦物 油中含有很多有機(jī)物，其中有些成分可以起到共代謝的作用。共代謝是多環(huán)芳烴降解的一個重要特征，它普遍存在，擴(kuò)展了 微生物所能降解的有機(jī)物范圍。研究表明把苯并芘和原油混合后 投入清潔土壤，用土著微生物進(jìn)行降解，降解苯并芘的菌在菲和 熒葸的存在下降解滯后期縮短，降解速度提高。（2）加氧酶降解途徑 原核微生物和真核微生物對多環(huán)芳烴的微生物降解都需要氧 氣的參與，產(chǎn)生氧化酶，加氧酶把氧原子加到 C-C鍵上形成C-O 鍵，再經(jīng)過加氫、脫水等作用而使 C-C鍵斷裂，苯環(huán)數(shù)減少。多 環(huán)芳烴苯環(huán)的降解取決于微生物產(chǎn)生加氧酶的能力， 且

7、由于酶對 于多環(huán)芳烴的專一性，環(huán)境中的多環(huán)芳烴的多樣性，多環(huán)芳烴的 降解需要多種微生物的參與。微生物加氧酶分單加氧酶和雙加氧酶兩種它們的活性程度對 多環(huán)芳烴的降解有很大影響， 微生物加氧酶對多環(huán)芳烴的作用見 圖1。絲狀真菌一般產(chǎn)生單加氧酶，對多環(huán)芳烴降解的第一步是 羥基化多環(huán)芳烴，即把一個氧原子加到底物中形成芳烴化合物， 繼而氧化為雙氫乙醇和酚類：細(xì)菌主要產(chǎn)生雙加氧酶，對多環(huán)芳 烴降解的第一步是苯環(huán)的裂解， 把兩個氧原子加到底物中形成雙 氧乙烷，進(jìn)一步氧化成順式雙氫乙醇，雙氫 乙醇可繼續(xù)氧化為 兒茶酚、原兒茶酚和龍膽酸等中間代謝物，接著苯環(huán)斷開，產(chǎn)生 琥珀酸、延胡羧酸、乙酸、丙酮酸和乙醛。降解

8、中的產(chǎn)物被微生 物用來合成自身的生物量，同時產(chǎn)生 C02和H20。多環(huán)芳烴最初的氧化即苯環(huán)的加氧是多環(huán)芳烴微生物降解反 應(yīng)的速控步，此后間接進(jìn)程加快，沒有或很少有中間代謝物的積 累。多環(huán)芳烴的酶降解具有很強(qiáng)的區(qū)域性和選擇性。在環(huán)境中，還存在著其他多環(huán)芳烴降解機(jī)制，如甲烷 單氧酶、幾丁質(zhì)超氧 化酶等酶代謝。0-確樓鹽匏葦二19.*二鮮圖1微生物在加氧酶的作用下氧化多環(huán)芳烴的途徑2.1.2微生物對農(nóng)藥的降解降解農(nóng)藥的微生物有細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類等。細(xì)菌由于 其生化上的多種適用能力以及容易誘發(fā)突變菌株從而占了主要的 位置。（1）細(xì)菌降解農(nóng)藥的本質(zhì)是酶促反應(yīng)，即化合物通過一定的方式進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，然

9、后在各種酶作用 下，經(jīng)過一系列的生理生化反應(yīng)，最終將農(nóng)藥完全降解或分解成 分子量較小的無毒或毒性較小化合物的過程。如莠去津作為假單 胞菌ADP菌株的唯一碳源，有三種酶參與了降解莠去津的前幾步 反應(yīng)，第一個酶是A tzA，催化莠去津水解脫氯的反應(yīng)，得到無毒 的羥基莠去津，此酶是莠去津生物降解的關(guān)鍵酶。第二個酶是AtzB，催化羥基莠去津脫氯氨基反應(yīng)，產(chǎn)生 N-異丙基氰尿酰胺。 第三個酶是A tzC，催化N -異丙基氰尿酰胺生成氰尿酸和異丙 胺。最終莠去津被降解為C02和NH2。由于降解酶往往比產(chǎn)生該 類酶的微生物菌體更能忍受異常環(huán)境條件，酶的降解效率遠(yuǎn)高于 微生物本身，特別是對低濃度的農(nóng)藥，所以，

10、人們想利用降解酶 作為凈化農(nóng)藥污染的有效手段。但是，降解酶在土壤中容易受非 生物變性、土壤吸附等作用而失活，難以長時間保持降解活性， 而且酶在土壤中的移動性差等等，這限制了降解酶在實際中的應(yīng) 用?，F(xiàn)在許多試驗已經(jīng)證明，編碼合成這些酶系的基因多數(shù)在質(zhì) 粒上，如2, 4-D的生物降解，即由質(zhì)粒攜帶的基因所控制。通 過質(zhì)粒上的基因與染色體上的基因的共同作用，在微生物體內(nèi)把 農(nóng)藥降解 7 。（2）微生物在農(nóng)藥轉(zhuǎn)化中的作用 一是礦化作用。有許多化學(xué)農(nóng)藥是天然化合物的類似物，某些 微生物具有降解它們的酶系。它們可以作為微生物的營養(yǎng)源而被 微生物分解利用，生成無機(jī)物、二氧化碳和水。礦化作用是最理 想的降解方

11、式，因為農(nóng)藥被完全降解成無毒的無機(jī)物，如石利利 等9研究了假單胞菌 DLL-1 在水溶液介質(zhì)中降解甲基對硫磷的性 能及降解機(jī)理后指出， DLL-1 菌可以將甲基對硫磷完全降解為無 機(jī)離子 NO2-、NO3-8。二是共代謝作用。有些合成的化合物不能被微生物降解，但 若有另一種可供碳源和能源的輔助基質(zhì)存在時，它們則可被部分 降解，這個作用稱為共代謝作用。如門多薩假單胞菌 DR-8菌株降 解甲單脒產(chǎn)物為2,4-二甲基苯胺和NH3,而DR-8菌株不能以甲單 脒作為碳源和能源而生長，只能在添加其它有機(jī)營養(yǎng)基質(zhì)作為碳 源的條件下降解甲單脒，且降解產(chǎn)物未完全礦化，屬于共代謝作 用類型 9。共代謝作用在農(nóng)藥的

12、微生物降解過程中發(fā)揮著主要的 作用 。目前，對于各種殺蟲劑的微生物降解途徑已比較清楚，表 1列舉了幾種主要的降解途徑表1微生物降解農(nóng)藥的主要途徑降解機(jī)理作用機(jī)理適用對象水解作用在微生物作用下，酯鍵和酰胺如馬拉硫磷、敵稗、毒死鍵水解，使得農(nóng)藥脫毒蜱鹵代烴類殺蟲劑，在脫鹵酶的 作用下，其取代基上的鹵被女口 DDT降解變?yōu)镈DE ;脫鹵作用H、羧基等取代，從而失去毒二氯苯氧化作用性微生物通過合成氧化酶，使分 子氧進(jìn)入有機(jī)分子，尤其是帶如多菌靈和2,4-D有芳香環(huán)的有機(jī)分子中， 插入1個羧基或形成1個環(huán)氧化物在微生物作用下，農(nóng)藥中的如2,4-二硝基酚其降解產(chǎn) 物為2-氨基-4-硝基酚；對硝基還原NO2

13、轉(zhuǎn)變?yōu)镹H2硫磷轉(zhuǎn)化為氨基對硫磷；甲基化有毒酚類加入甲基使其鈍化2,4-二硝基酚如四氯酚、五氯酚去甲基化含有甲基或其他烴基，與N、0、S相連，脫去這些集團(tuán)轉(zhuǎn)如敵草隆的降解即脫去去氨基化為無毒脫氮無毒兩個N-甲基；苯脲如醚草通、莠去津2.2影響因素(1) 營養(yǎng)物質(zhì)微生物分解有機(jī)物一般利用有機(jī)污染物作為碳源，但同時需要 其他的營養(yǎng)物質(zhì)，如氮源、能源、無機(jī)鹽和水。一般來說，為了 達(dá)到完全降解，適當(dāng)?shù)奶砑訝I養(yǎng)物常常比接種特殊的微生物更為 重要。但在添加營養(yǎng)鹽之前，必須確定營養(yǎng)鹽的形式、合適的濃 度以及適當(dāng)?shù)谋壤?。另外，一些微量元素也許考慮。例如，在對 土壤中多氯聯(lián)苯生物降解的研究中發(fā)現(xiàn)，作為親核劑的維

14、生素B12可催化多氯聯(lián)苯所有位置上的脫氯反應(yīng)，30 C下40天內(nèi)多氯聯(lián)苯 分子脫氯率達(dá)40% ;相比之下，在缺乏維生素B12，其脫氯率小于10%。（2）電子受體有機(jī)污染物氧化分解的最終電子受體的種類和濃度極大地影 響著污染物降解的速率和程度。微生物氧化還原反應(yīng)的最終電子 受體包括溶解氧、 有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物和無機(jī)酸根 （如硝酸根、 硫酸根和碳酸根等）三大類，第一種為有氧過程，而后兩種為無 氧過程。因此，溶解氧的情況不僅影響污染物的降解速率，也決 定著一些污染物的最終降解產(chǎn)物，如某些氯代脂肪族和化合物在 厭氧降解時，產(chǎn)生有毒的分解產(chǎn)物，但在好氧條件下這種情況卻 很少見。（3）污染物的性質(zhì) 有機(jī)

15、物的分子量、空問結(jié)構(gòu)、取代基的種類及數(shù)量等都影響到 微生物對其降解的難易程度。一般情況下，高分子化合物比低分 子量化合物難降解，聚合物、復(fù)合物更能抗生物降解；空間結(jié)構(gòu) 簡單的比結(jié)構(gòu)復(fù)雜的容易降解；苯環(huán)上有-OH或-NH2的化合物都 比較容易被假單胞菌WBC-3所降解。例如農(nóng)藥的生物降解性由易 到難依次為脂肪酸類、 有機(jī)磷酸鹽類、 長鏈苯氧基脂肪酸類、 短 鏈 苯氧基脂肪酸類、 單基取代苯氧基脂肪酸類、 三基取代苯氧基 脂肪酸類、二硝基苯類、氯代烴類。（4）環(huán)境條件這主要包括酸堿度（PH般應(yīng)在6.58.5的范圍內(nèi)）、溫度和 濕度。Sarfraz等研究了假單胞菌對硫丹的降解，證明了溫度和 pH 對

16、微生物降解硫丹的影響， 指出上述三菌株降解硫丹的最佳溫度 為3 OC, p H為8.0。Rhodes研究了不同土壤對2, 4-二氯苯酚降 解的影響，發(fā)現(xiàn)微生物或其產(chǎn)生的酶系降解農(nóng)藥都需要適宜的溫 度、pH及底物濃度。而濕度的大小也影響著微生物降解有機(jī)物的 速率。（ 5）微生物的協(xié)同作用 自然界中，多數(shù)微生物降解過程需要兩種或更多種類微生物的 協(xié)同作用才能完成。微生物之間的這種協(xié)同作用主要體現(xiàn)在：（i）一種或多種微生物為其他微生物提供 B族維生素、氨基酸 及其他生長因素；（ii） 一種微生物將目標(biāo)污染物分解為中間產(chǎn) 物，第二種微生物繼續(xù)分解中間產(chǎn)物；（込）一種微生物通過共 代謝將目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化

17、，只有在其他微生物存在條件下才能將 其徹底分解；（iv） 種微生物分解目標(biāo)產(chǎn)物形成有毒中間物， 使分解率下降，其他微生物可能以這種有毒中間產(chǎn)物作為碳源加 以利用。3 微生物降解有機(jī)物的應(yīng)用研究目前，研究較多的是酚類化合物、 芳香族化合物、 氯代脂肪族 化合物和腈類化合物等四類難降解有機(jī)物 10 。3.1 酚類化合物的降解含酚廢水主要來自煉油、石油化工、木材加工和煤氣與煤焦等 工業(yè)，危害較大。降解菌主要包括黃桿菌、鐮刀菌、產(chǎn)堿桿菌等，其中白僵菌降 解率達(dá) 96、假單胞菌降解率為 95；用海藻酸鈉包埋后的小球 藻細(xì)胞、紫色非硫光合細(xì)菌混合菌株體系處理焦化廠工業(yè)廢水 24 h,去除率達(dá)95%以上。P

18、atrick等研究了未飽和土壤中，2,6-二氯 酚降解的環(huán)境因素，包括土壤濕度、含氧量、污染年限、溫度、 有機(jī)質(zhì)含量、污染物濃度、添加基質(zhì)和氯酚降解菌密度，實驗表 明關(guān)鍵因素是污染物濃度、土壤溫度、接種量，添加基質(zhì)，并確 定了最佳降解條件。3.2 芳香族化合物的降解用途廣泛的芳香族化合物主要來自煤和石油，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，毒性 很大，故其微生物降解研究受到人們的普遍關(guān)注。（ 1） 苯二甲酸酯類化合物的降解由于增塑劑苯二甲酸酯（PAES）的大量生產(chǎn)、廣泛應(yīng)用，PAES 已在全球各主要工業(yè)國的生態(tài)環(huán)境中達(dá)到了普遍檢出的程度，且 因有“三致”作用，被人們稱為“第二個全球性P CB污染物”。微生物降解PAES

19、污染物的研究起步較晚。目前認(rèn)為能對 PA ES降解的微生物種屬主要有：棒狀菌屬、氮單胞菌屬、假單胞菌 屬、黃單孢菌屬、 棒狀桿菌屬、 芽孢桿菌屬 、 節(jié)細(xì)菌屬諾卡氏 菌屬、產(chǎn)堿菌屬、鐮刀霉屬、青霉屬、木霉屬等。棒狀桿菌是斷 裂雜環(huán)化合物和碳?xì)浠衔镦湹闹饕N。假單胞菌普遍存在， 能夠適應(yīng)許多人工合成的有機(jī)物。已發(fā)現(xiàn)可完全降解 400 mg/L 鄰苯二甲酸酯 （DBP） 的降解菌。 假單胞菌 SH1 菌株能以苯 甲酸、鄰羥基苯甲酸、間羥基苯甲酸 為碳源和能源生長，48 h內(nèi)其降解率分別為95%、93%、和87%。（2）氯苯類化合物的降解廣泛用于農(nóng)藥、 有機(jī)合成工業(yè)的氯苯類化合物是毒性很高的難

20、降解化合物，已被EPA列為優(yōu)先污染物。白腐菌2d可降解約40% 的氯苯類化合物；60d可降解8890%的五氯酚。假單胞菌和諾 卡氏菌的優(yōu)勢組合菌4d可降解氯代芳香族化合物；在厭氧條件下 17周可完全降解酚類化合物，而白腐菌需30d。對重點污染物中六種氯苯類化合物的生物降解研究發(fā)現(xiàn)除六氯苯外，其它五種 氯苯去除率達(dá) 95%以上。（3）苯胺的降解苯胺主要來 自農(nóng)藥、染料、塑料和醫(yī)藥工業(yè)，環(huán)境中硝基苯 化合物和苯胺類農(nóng)藥的微生物轉(zhuǎn)化也可形成苯胺，從而嚴(yán)重污染 環(huán)境和危害人類健康。 已發(fā)現(xiàn)人蒼白桿菌、 O-chrobactrum anthropi 等降解苯胺的高效菌。其中食酸叢毛胞菌AN3可在高達(dá)50

21、00mg/L 以上的苯胺中生長，3d即可完全降解2000 mg/L的苯胺;芽胞桿菌 C7在pH8.0,溫度3 0C條件下可降解4000 mg /L的苯胺96.8%。（4）硝基苯類化合物的降解已分離出枯草芽孢桿菌、類產(chǎn)堿假單胞菌等多株硝基苯降解 菌。惡臭假單胞菌24h使705mg /L的硝基苯類化合物降解68.8%; 48h 可使 1106mg/L 的硝基苯類化合物降解 67.4%。 Zablotowicz 等用Sphingomonas UG30分別作了 2,4-二硝基苯酚，P-硝基兒茶 酚，m-硝基苯酚，苦味酸，除草藥，P-硝基苯酚等的降解研究。 Simon Toze等對生產(chǎn)廢水中硝基苯類化合

22、物的微生物降解可能性 進(jìn)行了探討，三硝基苯去除率達(dá) 76%。（5）其他芳香烴類化合物的降解黃桿菌 ND3 可降解萘最多 98%以上，并可降解水楊酸、對羥 基苯甲酸和苯乙酸。青霉素組合菌、白腐菌等可降解PAH。 其中研究最多的是白腐菌， 21d 可無機(jī)化 40%芘、68%蒽、63%聯(lián)苯； 加人表面活性劑可分別增至 74%、80%、5%；向吸收了芘的土壤 中加人表面活性劑和過氧化氫，芘降解可提高至9 0%。Canet等研究了降解PAHs的四種白腐菌，測試了 P A Hs最高損失量。Yu an 等分離出可完全降解菲、苊、芘但不能降解蒽和芴的混合菌， 并研究了 pH、溫度、濃度、其他PAH化合物及基質(zhì)

23、對菲降解的 影響。根瘤菌、 產(chǎn)甲烷菌可分別降解多氯聯(lián)苯、 甲苯及鄰二甲苯。3.3 氯代脂肪族化合物的降解氯代脂肪烴大部分是很毒的，并且有些是可疑的致癌物 （ 如氯 乙烯、三氯乙烯等 ） ，因而生物降解氯代脂肪烴具有重要意義 。分枝桿菌TA5和TA2 7能以乙烷、乙醇和其他含碳化合物為能 源，可降解初始濃度為75mg/L的三氯乙烷口。大腸桿菌、假單胞 菌、 Shewanella putrefaciens 200可使四氯化碳降解脫氯。 已發(fā)現(xiàn)多 株三氯乙烯的高效降解菌，其中甲烷菌5d可降解20mg/L的三氯乙 烯達(dá)8095%;在連續(xù)循環(huán)膨化床生物反應(yīng)器三氯乙烯降解率達(dá) 95%；放射菌可使 67%以

24、上的氯乙烯礦化生成二氯化碳。如分枝 桿菌TA5和TA27能以乙烷、乙醇和其他含碳化合物為能源，可降 解初始濃度為75mg/L的三氯乙烷。大腸桿菌、假單胞菌、 Shewanella putrefaciens 200可使四氯化碳降解脫氯。3.4 腈類化合物的降解霍夫曼棒桿菌、 微黃色節(jié)桿菌、 克雷作氏桿菌可將乙腈、 丙腈、 丁腈和丙烯腈等脂肪族腈降解生成相應(yīng)的酰胺、羧酸和氨。季也 蒙假絲酶母 UFMG-Y6 5能以腈系列化合物為唯一碳源， 腈濃度可 高達(dá)2 mol/L。4 發(fā)展趨勢 目前，國內(nèi)外生物降解研究的發(fā)展趨向主要集中在以下幾方面 11（1）固定化技術(shù)固定化微生物 （IMC） 技術(shù)最初起源于

25、生物發(fā)酵工業(yè)。由于其處 理效率高，產(chǎn)泥量少，處理裝置占地面積小，并能選擇性地固定 一些生長緩慢的特殊菌種，近年來在廢水處理，特別是含難降解 有機(jī)物工業(yè)廢水處理中得到廣泛關(guān)注。固定化技術(shù)通過化學(xué)或物 理的手段將游離菌加固定，但仍具有其生物活性。制備方法大致 可分為結(jié)合固定法、包埋固定法和交聯(lián)固定法。 （2）混臺茵培養(yǎng)與純培養(yǎng)技術(shù)相比，混合菌培養(yǎng)法利用微生物之間有益的相互 作用， 將幾株己知菌混合培養(yǎng)用于生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)系統(tǒng)。 主要有 兩種相互作用： （1）互生作用。 微生物的單獨作用時均可降解污 染物，而混合培養(yǎng)時降解率更高； （2）共生作用。微生物單獨作 用都不能降解污染物外，共同培養(yǎng)時披此提

26、供生長 因子或消除 對方生長障礙。從而順利降解污染物。降解氯代有機(jī)污染物時， 需要細(xì)胞內(nèi)多種酶參與，但同一菌體內(nèi)存在全部所需酶并且各種 活性很高的機(jī)率不大， 而經(jīng)適當(dāng)篩選組合的混合均培養(yǎng)物卻可以 形成一個具備各種高活性酶的降解體系，提高降解效率。（3）基因工程 基因工程的應(yīng)用在國際上方興未艾，正朝著構(gòu)建具有特殊降 解能力的微生物方向發(fā)展。在識別降解酶基礎(chǔ)上，對降解酶基因 進(jìn)行克隆與表達(dá)，構(gòu)建工程菌、拓寬降解譜，或用來提高微生物 體內(nèi)特異酶類的水平。 微生物降解質(zhì)粒的發(fā)現(xiàn)，特別是 質(zhì)粒轉(zhuǎn) 移和基因工程技術(shù)構(gòu)建特殊功能的超級細(xì)菌的成功，為難降有機(jī) 污染物的處理開辟了廣闊前景。（4）酶工程 酶是高效

27、專一的生物催化劑，選用酶來催化難降解有機(jī)污染 物的降解過程屢有報道。酶工程應(yīng)用到難降解的有機(jī)污染物的生 物處理主要是通過開發(fā)具有特殊功能的酶類。酶分子化學(xué)修飾和 分離提純等技術(shù)制備具有高降解能力的制劑，幫助降解。有研究 表明從 P.Chrysosporium 中可以提取兩種酶：木質(zhì)素酶和錳氧化 酶，均能有效地催化氧化分解有機(jī)鹵化物等難降解有機(jī)污染物。 酶的固定化技術(shù)也是研究熱點。（5）藻類系統(tǒng)“活性藻”方法是由 Me g r i f f 于 70 年代初提出的廢水處理 方法。通過人工強(qiáng)化培養(yǎng)高濃度藻類。能有效地富集和降解有機(jī) 氯、氮、磷等多種有毒難降解污染物。已有實驗室及小規(guī)模的試 驗表明，超

28、濃度培養(yǎng)與常規(guī)培養(yǎng)相比能明顯加速氮、 磷等 營養(yǎng)物 及其它污染物的去除。但到目前為止，藻類超濃度培養(yǎng)僅局限于 小規(guī)模試驗，大規(guī)模超大型濃度培養(yǎng)技術(shù)尚不成熟。利用載體通過物理或化學(xué)方法將藻類細(xì)胞固定，形成固定化 藻類系統(tǒng)，應(yīng)用于樗水處理，具有藻細(xì)胞濃度高，反應(yīng)速度快， 運行穩(wěn)定等優(yōu)勢。 自 80 年代以來，許多學(xué)者進(jìn)，行了有益的嘗試， 將是有希望的發(fā)展方向。5 結(jié)語 近年來生物技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域取得可喜的進(jìn)展，國外采用 生物技術(shù)對微生物進(jìn)行改造，提高分解有機(jī)物的效率，研制新的 微生物分解難降解的污染物， 為污染的生物處理創(chuàng)造了新的途徑。 總之，隨著對微生物降解有機(jī)物機(jī)理研究的深入、以及各種現(xiàn)代

29、環(huán)境生物技術(shù)在微生物特性提高方面的應(yīng)用，會使得微生物成為 處理有機(jī)物最有效和最有前景的技術(shù)參考文獻(xiàn)1 曹啟民 ,王華等 .中國持久性有機(jī)污染物污染現(xiàn)狀及治理技術(shù) 進(jìn)展J.中國農(nóng)學(xué)通報，2006,22(2):361-3652 戴樹桂.環(huán)境化學(xué)M.北京：高等教育出版社,2006.3 思顯佩，曹霞霞等 . 微生物降解多環(huán)芳烴的影響因素及機(jī)理研究進(jìn)展J.重慶工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,26 (5):457-4624 柳世全.微生物降解多環(huán)芳烴研究J.科學(xué)論壇：107-108 楊明偉,葉非.微生物降解農(nóng)藥的研究進(jìn)展J.植物保護(hù),2010,36(3):26-296 張宏軍,崔海蘭 ,周志強(qiáng)等莠去津微生物降解的研究進(jìn)展J.農(nóng)藥學(xué)報 ,2002, 4(4)