微生物法在水污染治理中的问题与展望

　　在经济快速发展的同时，伴随着各种环境污染问题，且日益严重。目前，国内外对水污染修复的主要技术为物理法、化学法和生物法。微生物因具有资源丰富，不易产生二次污染等优点，被广泛用于水污染治理的研究。

　　1 微生物修复富营养化水体

　　富营养污染的产生很大程度上是跟水体中大量进入含N、P等有机物有关，这些有机物有助于水中好氧藻类生长，而这些藻类的大量繁殖会使水体溶氧大幅降低，导致好养生物难以生存，引起水质恶化、水体老化加速和破坏水生生态系统等。水体脱氮是利用微生物的耗氧硝化作用，通过亚硝酸菌将氨氮化合物氧化成亚硝酸盐，继而将亚硝酸盐转化成硝酸盐，同时释放氧化亚氮来实现的。此外，还有反硝化作用，反硝化菌将硝酸盐还原为亚硝酸盐，再将亚硝酸盐转化为氮气。Haberl R等认为水体中除氮的最好途径就是利用硝化细菌的硝化与反硝化作用进行除氮。水体除磷途径，有两种途径生物同化作用除磷和强化生物除磷。生物同化作用除磷是通过植物或者是悬浮培养的细胞直接吸收水中的磷。单爱琴等对云龙湖富营养进行研究，发现不同藻类对水体中磷的吸收效果是不同的，进一步研究培养出有高效除磷的混合藻类。强化生物除磷是利用聚磷微生物的厌氧释磷以及好氧吸磷特性来完成除磷。聚磷微生物在水体缺氧条件下吸收水中挥发性脂肪酸，并将其转化为β-羟基丁酸聚合物，然后将其体内的聚磷颗粒释放到环境中。

　　2 微生物修复重金属污染水体

　　一些工业废水的排放，给水体带来了许多如汞、铅、铬、铜等重金属，对于重金属污染的水体，可以利用微生物的吸附作用来治理。

　　在这里涉及到的微生物可以是来自于原核生物中的细菌、放射菌，真核生物中的霉菌、酵母菌等。微生物如同一种特殊的离子交换剂，在其细胞表面存在着各种能够被吸附的离子基团，不同的细胞表面结构，微生物有着不同的吸附效果，微生物的吸附能力受到环境温度、酸碱度、金属离子浓度、共存离子状态等的影响。秦玉春等研究了微生物对废水中Cu2+的吸附规律发现，PH值对菌体吸附Cu2+影响最大。黄富荣等研究了红螺菌在PH2.9,温度35℃和微光厌氧情况下，红螺菌对Cu2+、Cr6+的吸附率分别达到94%和83%.FarhadianM等研究了各类菌对重金属的吸收效果后，发现真菌、细菌和放线菌对重金属的吸收最好。Srivastava等，通过黑曲霉除淤泥中的Cr试验，发现只有在泥土中Cr的质量分数达到250 mg/kg-1时，黑霉菌的除Cr效果最好，培养15天就可以将淤泥中75%的Cr去除。

　　3 微生物修复有毒有机物污染水体

　　近年来，人们在微生物领域找到了突破口，发现了不少能够通过某些代谢途径将有机有毒物质处理的微生物。据报道，能降解多环芳烃（PAHs）的微生物主要为真菌和细菌，如假单胞菌、红球菌黄杆菌、微球菌等。

　　一般碳个数越多，PAHs越难被降解。聂麦茜等分离出一株能够有效降解蒽、菲的优势短杆菌，在Fe3 +的辅助下处理10 h,没有被转化的蒽、菲分别低至25% 、13%.周德平等发现经过少动鞘氨醇单胞菌处理14天后，菲的含量从1000mg/L降为13 mg/L.

　　通常，含六碳环的个数与PAHs的稳定性呈正相关。目前很少发现能够高效降解复杂PAHs的微生物，即能够以高分子量的PAHs为唯一碳源的微生物，而在发现的少数的能够处理复杂PAHs的微生物都有一个共性，它们的降解都是基于共代谢出发的。共代谢是微生优先利用易获得、易吸收的能源，以此作为在另一种基质上完成特殊代谢跳板的过程。共代谢为处理复杂PAHs提供了一个新方向。

　　陶雪琴等研究发现2,3-双加氧酶把中间产物氧化的过渡作用在鞘氨醇单胞菌处理菲生成H2O和CO2过程中是极其重要的。周宏伟等克隆出一种双加氧酶基因，该基因是以菌株地杆菌FLO为出发点的，在新的双加氧酶重组菌株的处理下，芘和荧蒽可被催化生成相应的顺式双羟基，分析得知该克隆基因对降解复杂环芳烃中有积极作用。高闯等在研究铜绿假单胞菌降解处理PAHs中酶活性的变化时，发现了该菌的脱氢酶活性在对不同的PAHs的降解很重要，同时，该菌不仅能有效处理萘，且对其他种类PAHs也有一定降解作用。

　　4 问题与展望

　　近年来运用微生物处理污水的手段已经有了一个较长时间的成长过程，各地也受益良多。但是，随着在污水治理的进程中，微生物的局限性也随之暴露，主要有以下几点：（1）在实际应用时，水体中仍存在着许多污染物是现有微生物技术无法处理的。（2）在处理过程中，微生物往往受到环境因素的影响比较大，比如温度，酸碱性等的影响很难控制。（3）处理中某些菌种可能会产生有毒中间代谢物，对水体产生近一步污染。

　　目前，水污染现象比较严重，而各种治理水污染的方法都有一定的局限性。因此寻找扩宽环保治水技术刻不容缓，应积极开发生物资源，寻找更多能够高效处理污水的新型菌种或者可以在原有菌种基础上进行适当的改良，也可以和物理化学方法结合起来一起运用到水污染治理中去，使污水得到更有效的处理。

　　参考文献
　　
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