利用微生物降解有毒、難分解的污染物

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和人們生活水平提高，排放到環(huán)境中的污染物不僅數(shù)量大大增加，而且其成分也越來(lái)越復(fù)雜，其中的某些污染物對(duì)微生物有毒、有些則很難降解。因此通常所用的處理以生活污水為主的活性污泥法就很難用于這類(lèi)污染物的處理，需要采用一些特殊的方法或篩選具有特殊降解功能的微生物才能滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)的要求。

自然界中各種微生物間存在復(fù)雜的相互依賴(lài)關(guān)系，我們就可以利用這些關(guān)系用于處理有害有毒污染物。在處理有害有毒污染物的微生物混合培養(yǎng)中，主要是利用互惠共生或共棲現(xiàn)象。另外，許多微生物并不是天生就具有降解有害有毒污染物的能力，而是通過(guò)馴化而逐漸“學(xué)會(huì)”的，即催化有毒化合物的酶系是可以誘導(dǎo)的，各種微生物相互之間的密切關(guān)系也是在馴化過(guò)程中慢慢形成的。

有些微生物群會(huì)形成以特殊營(yíng)養(yǎng)物為紐帶的相互聯(lián)系。例如，諾卡菌能夠單獨(dú)氧化環(huán)己烷，但必須有假單胞菌為其提供生長(zhǎng)因子，特別是生物素，若環(huán)己烷是唯一的碳源，這兩種細(xì)菌必須混合進(jìn)行培養(yǎng)；在55~65℃的條件下從土壤中分離得到的嗜熱微生物群能在含十六烷的最低培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，但如挑單菌落進(jìn)行培養(yǎng)則不能生長(zhǎng)，說(shuō)明這種嗜熱微生物需要其伴生菌為其提供生長(zhǎng)因子。因此嗜熱微生物群也必須共同培養(yǎng)才能降解特定的底物十六烷。

有些微生物群則通過(guò)消耗抑制性產(chǎn)物而相互聯(lián)系。這種關(guān)系的一個(gè)典型例子是:甲烷菌產(chǎn)生的甲烷對(duì)假單胞菌的生長(zhǎng)有抑制作用，而生絲微菌屬（Hyphomicrobium）則可以利用甲烷，從而消除了對(duì)假單胞菌生長(zhǎng)的抑制。因此這三類(lèi)微生物的共存有利于假單胞菌的生長(zhǎng)，并進(jìn)而促進(jìn)其對(duì)有害有毒污染物的降解。

在含地衣二酚的培養(yǎng)基中進(jìn)行馴化富集時(shí)，會(huì)形成假單胞菌、亞麻短桿菌（Brevibacte- rium linens）和角質(zhì)菌（Curtobacterium）共存的三元群落，但是，只有當(dāng)假單胞菌存在時(shí)，后兩類(lèi)細(xì)菌才能在含地衣二酚的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，這說(shuō)明假單胞菌為它們提供了基本的生長(zhǎng)條件。

有些有毒化合物的降解不是群落中某種微生物的作用，而是依賴(lài)于群落中各微生物的協(xié)同作用，直至完全礦化。這說(shuō)明單獨(dú)一種微生物并不具備有毒化合物徹底降解的全部酶系，而是借助于各種微生物的接力作用，共同完成降解任務(wù)。這樣的例子很多，如將能夠降解苯乙烯的微生物群落混合培養(yǎng)，能夠檢測(cè)到苯乙醇和苯乙酸等中間產(chǎn)物；又如在一個(gè)降解氯代苯甲酸的厭氧微生物群中，第一類(lèi)微生物將氯代苯甲酸降解為苯甲酸，第二類(lèi)則進(jìn)一步將苯甲酸降解為乙酸、CO2和H2，最后由產(chǎn)甲烷螺菌轉(zhuǎn)化為甲烷。

在降解有毒化合物時(shí)，如果有毒化合物本身不能作為微生物的碳源及能源，有時(shí)還需要加入碳源（如葡萄糖）才能使它們生長(zhǎng)，但微生物所產(chǎn)生的酶系卻能代謝有毒化合物。