第九章微生物與環(huán)境

1、 微生物在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用微生物在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 一、微生物對(duì)生物組分大分子有機(jī)物的降解 （一）微生物對(duì)多糖類(lèi)有機(jī)物的生物降解 多糖類(lèi)有機(jī)物是異養(yǎng)微生物的主要能源，也是生物細(xì)胞重要的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和儲(chǔ)藏物質(zhì)。這類(lèi)有機(jī)物廣泛存在于動(dòng)物尸體和植物殘?bào)w及廢料中，如纖維素、半纖維素、淀粉、果膠質(zhì)等。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 1微生物對(duì)纖維素的降解 纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成份，在植物殘?bào)w和有機(jī)肥料中的含量約占干重的35%60%。土壤中含有大量的纖維素，印染廠由于洗布和上漿，造紙廠和人造纖維廠由于用木材做原料，其排出的廢水中均含有大量纖維素

2、。此外，城市垃圾中也含有大量纖維素。在天然存在的有機(jī)物中，纖維素是數(shù)量最大的一類(lèi)環(huán)境污染物。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 纖維素是葡萄糖的高分子聚合物，不溶于水，在環(huán)境中比較穩(wěn)定。在有氧條件下，經(jīng)微生物的纖維素酶作用，先將纖維素降解為纖維二糖，然后在纖維二糖酶的作用下，降解為葡萄糖，進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底降解為CO2和H2O；在無(wú)氧條件下經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵，其降解產(chǎn)物為小分子有機(jī)物（丙酮、丁醇、丁酸、乙酸等）和無(wú)機(jī)物（CO2、H2）。微生物分解纖維素的途徑見(jiàn)圖9-1。 微生物降解污染物的途徑 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 分解纖維素的微生物種類(lèi)很多，有細(xì)菌、放線菌和

3、真菌。需氧細(xì)菌中有噬纖維菌屬、生孢噬纖維菌屬、纖維弧菌屬、纖維單胞菌屬等，厭氧菌以梭狀芽孢菌為主。常見(jiàn)的高溫厭氧菌為嗜熱纖維芽孢梭菌。真菌中分解纖維素的有青霉、曲霉、鐮刀霉、根霉、木霉及毛霉。放線菌中的鏈霉屬、諾卡氏菌屬及小單孢菌屬中的某些種。 2微生物對(duì)淀粉的降解 淀粉是葡萄糖通過(guò)糖苷鍵連接而成的一種大分子物質(zhì)，廣泛存在于植物的種子和果實(shí)之中。凡以上述物質(zhì)作原料的工業(yè)廢水，如糧食加工廠、食品廠、酒廠廢水以及紡織、印染廢水、抗生素發(fā)酵廢水及生活污水等均含有大量淀粉。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 微生物能產(chǎn)生水解淀粉的各種酶類(lèi)，在有氧條件下，這些酶可以將淀粉水解為葡萄糖，然后進(jìn)

4、入三羧酸循環(huán)被徹底分解為CO2和H2O。在無(wú)氧條件下，微生物進(jìn)行厭氧發(fā)酵，將淀粉分解為小分子有機(jī)物（丙酮、丁醇、丁酸、乙酸等）和無(wú)機(jī)物（CO2、H2）。微生物分解淀粉的途徑見(jiàn)圖9-2。在有氧條件下，淀粉沿著途徑分解成葡萄糖，進(jìn)而酵解成丙酮酸，再經(jīng)三羧酸循環(huán)完全氧化為CO2和H2O。在無(wú)氧條件下，淀粉沿著途徑轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生乙醇和CO2。在專(zhuān)性厭氧菌作用下，沿途徑和進(jìn)行。 微生物降解污染物的途徑 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 分解淀粉的微生物在細(xì)菌、放線菌、真菌中都存在。細(xì)菌中主要有芽孢桿菌屬的某些種，如枯草芽孢桿菌、馬鈴薯芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌等；真菌中有根霉、曲霉、鐮孢霉、層孔菌等

5、屬的某些種類(lèi)；放線菌分解淀粉的能力比前二者要差一些，但放線菌中的小單孢菌、卡諾氏菌、及鏈霉菌等屬的某些種類(lèi)具有分解淀粉的能力。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 3微生物對(duì)半纖維素的降解 半纖維素存在于植物的細(xì)胞壁中，其含量?jī)H次于纖維素。半纖維素的組成中含有聚戊糖、聚己糖及聚糖醛酸，在微生物酶的作用下，半纖維素的降解途徑如圖9-3所示。 分解半纖維素的微生物在細(xì)菌、放線菌、真菌中都存在。分解纖維素的微生物大多都能分解半纖維素。細(xì)菌中許多芽孢桿菌、假單胞菌、節(jié)細(xì)菌及放線菌中的一些種類(lèi)，真菌中根霉、曲霉、小克銀漢霉、青霉及鐮刀霉等，都能分解半纖維素。 微生物降解污染物的途徑 微生物降解

6、污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 4微生物對(duì)果膠質(zhì)的降解 天然的果膠質(zhì)不溶于水，稱(chēng)為原果膠，是高等植物細(xì)胞間質(zhì)和細(xì)胞壁的主要成分。果膠質(zhì)由D半乳糖醛酸以1，4糖苷鍵構(gòu)成的直鏈高分子化合物，其羧基與甲基酯化形成甲基脂。在微生物酶的作用下進(jìn)行水解： 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 果膠質(zhì)能被多種微生物分解，如好氧的枯草芽孢桿菌、多粘芽孢桿菌、浸軟芽孢桿菌及不生芽孢的軟腐歐氏桿菌；厭氧的有蝕果膠梭菌和費(fèi)新尼亞浸麻梭菌；真菌有青霉、曲霉、木霉、小克銀漢霉、芽枝孢霉、根霉、毛霉，還有放線菌中的某些種類(lèi)等。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 （二）微生物對(duì)木質(zhì)素的降解 木質(zhì)素在

7、植物細(xì)胞中的含量?jī)H次于纖維素和半纖維素，但其化學(xué)結(jié)構(gòu)比纖維素和半纖維素復(fù)雜得多，是由苯丙烷亞基組成的不規(guī)則的近似球狀的多聚體，不溶于酸性、中性溶劑中，只溶于堿性溶劑中，是植物組分中最難分解的部分。木質(zhì)素的微生物降解過(guò)程十分緩慢，玉米秸桿進(jìn)入土壤后6個(gè)月，木質(zhì)素僅減少1/3，在厭氧的條件下降解得更慢。真菌降解木質(zhì)素的速度比細(xì)菌要快。真菌中擔(dān)子菌降解木質(zhì)素的能力最強(qiáng)，如干朽菌、多孔菌、傘菌等的一些種，另外木霉、曲霉、鐮孢霉的某些種能分解木質(zhì)素。細(xì)菌中假單胞菌、節(jié)桿菌、黃桿菌和小球菌中的一些菌株能分解木質(zhì)素。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 （三）微生物對(duì)脂類(lèi)的生物降解 生物體內(nèi)的脂類(lèi)

8、物質(zhì)主要有脂肪、類(lèi)脂和蠟質(zhì)。它們都不溶于水，但能溶于非極性有機(jī)溶劑。它們存在于生物體內(nèi)，以生物殘?bào)w為原料的生產(chǎn)過(guò)程如毛紡廠、油脂廠、肉類(lèi)加工廠、食品加工廠、制革廠廢水及生活污水中含有大量的脂類(lèi)。 脂肪是由高級(jí)脂肪酸和甘油合成的酯，在環(huán)境中微生物脂肪酶的作用下分解較快。類(lèi)脂包括磷脂、糖脂和固醇。蠟質(zhì)由高級(jí)脂肪酸和高級(jí)單元醇化合而成，這二者必須有特殊的脂酶才能降解，所以在環(huán)境中分解較慢。脂類(lèi)的降解途徑可以簡(jiǎn)化為下圖： 微生物降解污染物的途徑 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 水解產(chǎn)物甘油可以被環(huán)境中的大多數(shù)微生物通過(guò)三羧酸循環(huán)降解為CO2，脂肪酸較難氧化。在有氧的條件下經(jīng)過(guò)氧化途徑氧化

9、分解為H2O和CO2，在缺氧的條件下容易累積。 降解脂類(lèi)的微生物主要是需氧的種類(lèi)，細(xì)菌中的熒光假單胞菌、銅綠假單胞菌等是較活躍的菌種，真菌中的青霉、曲霉、枝孢霉和粉孢霉等，放線菌中有些種類(lèi)也有分解脂類(lèi)的能力。親脂微生物在環(huán)境污染治理中得到了廣泛的應(yīng)用，如表9-1。 微生物降解污染物的途徑 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 二、石油的微生物降解 （一）微生物對(duì)石油的降解能力 石油是古代未能進(jìn)行降解的有機(jī)物質(zhì)積累，經(jīng)地質(zhì)變遷而成的。在石油開(kāi)采、運(yùn)輸、加工過(guò)程中都可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。微生物學(xué)領(lǐng)域內(nèi)50多年的研究表明，在自然界凈化石油污染的過(guò)程中，微生物降解起著重要作用。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌、真菌

10、中有70個(gè)屬的200多個(gè)種可以生活在石油中，并通過(guò)生物氧化降解石油。我國(guó)沈（陽(yáng)）撫（順）灌區(qū)20余萬(wàn)畝水稻田，主要以煉油廠含油廢水灌溉，歷時(shí)40余年，未發(fā)現(xiàn)石油顯著積累和經(jīng)常性的損害，主要得益于在石油污灌區(qū)形成的微生物生態(tài)系的降解作用。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 石油是鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴以及少量非烴化合物的復(fù)雜混合物。石油的生物降解性因其所含烴分子的類(lèi)型和大小而異。C10C18范圍的化合物較易分解，烯烴最易分解，烷烴次之，芳烴難降解，多環(huán)芳烴更難，脂環(huán)烴類(lèi)對(duì)微生物的作用最不敏感。烷烴中C1C3化合物如甲烷、乙烷、丙烷只能被少數(shù)專(zhuān)一性微生物所降解，直鏈烴容易降解，支鏈烴抗

11、性較強(qiáng)。芳香烴常與沉積物結(jié)合降解較為復(fù)雜。所以石油含有的烴類(lèi)物質(zhì)組成不同，其降解的速度和過(guò)程有較大的差異。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 據(jù)計(jì)算，一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞平均氧化油量為51012mg/h，在含油的海水中降解石油細(xì)菌可達(dá)800萬(wàn)個(gè)/mL。因油型和環(huán)境溫度不同，在油污染海域，微生物降油率為35350g/m3a。當(dāng)原油接觸天然水體后，微生物可在12周內(nèi)形成細(xì)菌群落，分解水面上擴(kuò)展的薄層石油，在23個(gè)月內(nèi)將石油分解消失。每年流入海洋的石油，主要都是被微生物凈化的。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 （二）降解石油的微生物 能夠降解石油的微生物種類(lèi)很多。目前已了解到，細(xì)菌

12、、放線菌、酵母菌、霉菌中，有100多屬的200多種，能生活在石油中，并通過(guò)生物氧化降解石油。細(xì)菌以假單胞菌、棒狀桿菌、節(jié)桿菌、黃桿菌、無(wú)色桿菌、小球菌屬、弧菌屬等較常見(jiàn)，最常見(jiàn)的是假單胞菌，可使多種烷烴徹底降解；放線菌有鏈霉菌和諾卡氏菌，但它們對(duì)烴類(lèi)的降解常不徹底，有中間產(chǎn)物積累；真菌是石油降解微生物的主要類(lèi)群，酵母菌中有假絲酵母、紅酵母、球擬酵母等，以假絲酵母最為多見(jiàn)，它對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求不高，只需要有NH4+或NO3等無(wú)機(jī)氮素類(lèi)物質(zhì)，且在分解石油的同時(shí)可生產(chǎn)酵母蛋白質(zhì)；霉菌中的枝胞霉被認(rèn)為是主要的解烴真菌，還常見(jiàn)曲霉、青霉，它們?cè)趐H6、DO0.5mg/L、含氮量低的環(huán)境中也能降解石油，在土壤中的

13、降解作用遠(yuǎn)大于水體中；此外，發(fā)現(xiàn)有些藍(lán)細(xì)菌也能降解石油。自然界中石油烴類(lèi)的降解常以混合菌株聯(lián)合作用為強(qiáng)。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 （三）影響石油降解的環(huán)境因素 烴類(lèi)物質(zhì)的溶解度是微生物降解石油的重要限制性因素之一，因?yàn)槲⑸锏姆纸庾饔眯枰诤那闆r下進(jìn)行。此外，還有氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和溫度等環(huán)境因子對(duì)微生物降解石油也具有較大的影響。 1氧氣 石油中各種組分完全生物氧化，需消耗大量的氧。據(jù)測(cè)算，1g石油被微生物礦化需34g氧，即需消耗2.1L以上的氧。所以，在石油嚴(yán)重污染的海域，氧成為石油降解的限制性因素。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 2營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 海水中N、

14、P常是微生物增殖的限制性因素，如果N、P缺乏，石油分解菌不能大量繁殖而造成降解速度緩慢。在污染區(qū)域，可適當(dāng)投放油溶性石蠟化尿素和磷酸三辛酯等，作為N、P營(yíng)養(yǎng)物供石油降解菌利用，以增加降解效率。 3溫度 在070環(huán)境中，均可分離得到石油降解菌。一般情況下，微生物降解烴類(lèi)的速度與溫度呈正相關(guān)。在040范圍內(nèi)，溫度每升高10，微生物生化反應(yīng)速度增加23倍。不同微生物對(duì)環(huán)境溫度要求不同。溫度還影響烴類(lèi)的溶解度。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 三、微生物對(duì)人工合成有機(jī)物的生物降解 人工合成的有機(jī)化合物形形色色，多種多樣，其中大多與天然存在的化合物結(jié)構(gòu)極其類(lèi)似，但它們是外源性化學(xué)物質(zhì)，如穩(wěn)

15、定劑、表面活性劑、合成聚合物、農(nóng)藥以及各工藝過(guò)程中的廢棄物等，它們有些可以通過(guò)生物的或非生物的途徑進(jìn)行降解，有些則抗微生物降解或被不完全降解，因?yàn)槲⑸镆延械慕到饷覆荒茏R(shí)別這些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。這里介紹幾種常見(jiàn)的人工合成有機(jī)物的降解過(guò)程。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 （一）農(nóng)藥的生物降解 人工合成的殺蟲(chóng)劑、除草劑、殺菌劑等物質(zhì)的出現(xiàn)，確實(shí)給人類(lèi)的生活帶來(lái)了許多的方便。這些物質(zhì)有的能迅速降解，有的則在環(huán)境中長(zhǎng)期存留。各種化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)入環(huán)境后，有它們共同的危害特性：a.有毒性，對(duì)侵染農(nóng)作物的病、蟲(chóng)、菌、草有殺滅或抑制作用；b.多數(shù)在自然界中比較穩(wěn)定，不易分解，如有機(jī)氯農(nóng)藥，具有足夠長(zhǎng)

16、的有效期；c.具有脂溶性，易被病、蟲(chóng)、菌、草吸收并在體內(nèi)累積，沿食物鏈傳遞到人和其他生物體內(nèi)，在脂肪、肝、腎等部位累積。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 1微生物對(duì)農(nóng)藥的降解能力 農(nóng)藥進(jìn)入環(huán)境后主要靠微生物降解。其最直接的證據(jù)是，當(dāng)將土壤經(jīng)高壓滅菌或加入微生物抑制劑時(shí)，其中農(nóng)藥的降解速度便會(huì)大大降低甚至不被降解。利用微生物降解農(nóng)藥已成為消除農(nóng)藥對(duì)環(huán)境污染的一個(gè)重要技術(shù)。 農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定了它被微生物降解的速率，例如2，4，5T僅比2，4D多一個(gè)氯原子，在土壤和水體中的降解時(shí)間就由14d增加到200d。不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥，生物降解性由易到難依次為：脂肪酸類(lèi)、有機(jī)磷酸鹽類(lèi)、長(zhǎng)鏈苯氧

17、基脂肪酸類(lèi)、短鏈苯氧基脂肪酸類(lèi)、單基取代苯氧基脂肪酸類(lèi)、三基取代苯氧基脂肪酸類(lèi)、二硝基苯類(lèi)、氯代烴類(lèi)。微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 降解農(nóng)藥的微生物，細(xì)菌主要有假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、產(chǎn)堿菌屬、黃桿菌屬、節(jié)桿菌屬等；放線菌有諾卡氏菌屬、鏈霉菌屬等；真菌有木霉屬、曲霉屬、青霉屬、酵母屬等，以曲霉屬為代表(表9-2)。能夠直接降解農(nóng)藥的微生物種類(lèi)和數(shù)目在自然界還為數(shù)不多，主要途徑是對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過(guò)產(chǎn)生適應(yīng)性酶、利用降解性質(zhì)粒、組建超級(jí)菌株、共代謝等方式將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化，再經(jīng)聯(lián)合代謝的方式進(jìn)行降解。例如2，4-D（2，4-二氯苯氧乙酸）是高效低殘留的除草劑，在土壤中降解相當(dāng)迅速，半衰期

18、僅幾天或幾周，有10多種細(xì)菌可使其降解。 DDT（4，4-二氯二苯三氯乙烷）是眾所周知的在環(huán)境中長(zhǎng)期殘留的一種農(nóng)藥，半衰期在半年以上。已有證據(jù)表明產(chǎn)氣桿菌和一種氫單胞菌可通過(guò)共代謝作用，將DDT轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)氯苯乙酸，后者可被土壤和水中其他微生物通過(guò)聯(lián)合代謝繼續(xù)降解。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 目前使用的農(nóng)藥主要是有機(jī)磷、有機(jī)氮和有機(jī)氯農(nóng)藥。有機(jī)氯農(nóng)藥不易降解，最具危險(xiǎn)性。有機(jī)磷農(nóng)藥和有機(jī)氮農(nóng)藥一般都具有水溶性，因此在環(huán)境中容易被降解，在土壤中殘留的時(shí)間只有幾天或幾周。但據(jù)有關(guān)資料顯示，有機(jī)磷和有機(jī)氮農(nóng)藥被微生物轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物可以在環(huán)境中長(zhǎng)期殘留，其中有些種類(lèi)具有致畸、致癌、致突

19、變的作用。如殺蟲(chóng)脒，它的代謝產(chǎn)物4氯鄰甲苯胺的致癌閾值，比親體化合物強(qiáng)10倍左右，而另一類(lèi)殺蟲(chóng)劑代森胺其有效成分在無(wú)氧條件下會(huì)轉(zhuǎn)化為已撐硫胺，具有致畸、致突變的作用，其親體無(wú)這種作用。 微生物降解污染物的途徑 2影響農(nóng)藥生物降解的因素 一般來(lái)說(shuō)，農(nóng)藥都會(huì)有約80殘留在土壤中。殘留時(shí)間由一周到數(shù)年不等。殘留期間，農(nóng)藥的生物降解受環(huán)境因素、農(nóng)藥本身性質(zhì)、農(nóng)藥間的相互作用、農(nóng)業(yè)措施等的影響。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 （1）環(huán)境因素 包括氣候條件（溫度、降水、風(fēng)、光照等）、土壤特性（好氧厭氧狀態(tài)、有機(jī)質(zhì)含量、pH、礦物質(zhì)等）、生物群落（植物、動(dòng)物、微生物）。 （2）農(nóng)藥本身性質(zhì)

20、農(nóng)藥的組分、劑型等。農(nóng)藥進(jìn)入土壤后都會(huì)對(duì)微生物及土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生影響，從而間接影響農(nóng)藥的轉(zhuǎn)化。這些組分同樣會(huì)影響到農(nóng)藥的揮發(fā)性和移動(dòng)性，進(jìn)而影響到農(nóng)藥的轉(zhuǎn)化和光降解。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 （3）農(nóng)藥間的相互作用 由于同時(shí)或先后使用多種農(nóng)藥，有時(shí)則是將幾種農(nóng)藥混合配用，就必然存在農(nóng)藥間的相互作用。這種相互作用會(huì)產(chǎn)生以下三種影響：增加降解速率；增加持久性；農(nóng)藥間或其殘留物間結(jié)合形成混合物。 （4）農(nóng)業(yè)措施 農(nóng)藥的施用方法、栽培技術(shù)及農(nóng)作物本身都可影響到農(nóng)藥在土壤中的持久性。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 （二）多氯聯(lián)苯的生物降解 多氯聯(lián)苯（PCBs）是人

21、工合成的有機(jī)氯化物，作為穩(wěn)定劑，用途很廣（潤(rùn)滑油、絕緣油、增塑劑、熱載體、油漆、油墨等都含有）。PCBs有毒，對(duì)皮膚、肝臟、神經(jīng)、骨骼等都有不良影響，且是一種致癌因子。1968年日本的“米糠油事件”即是由于食用了PCBs污染的米糠油而引起的。PCBs化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，在環(huán)境中很難分解，由于它是脂溶性的，很容易在脂肪中大量累積。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 已有充分證據(jù)表明，微生物能降解頑抗性污染物多氯聯(lián)苯。日本科學(xué)家從湖泊污泥中分離到兩種能降解多氯聯(lián)苯的細(xì)菌，它們是產(chǎn)堿桿菌和不動(dòng)桿菌。它們都能分泌一種特殊的酶，把PCBs轉(zhuǎn)化為聯(lián)苯或?qū)β嚷?lián)苯，然后吸收這些分解產(chǎn)物，排出苯甲酸或

22、取代苯甲酸，再由環(huán)境中其他微生物繼續(xù)降解?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)厭氧細(xì)菌可以進(jìn)行有氧條件下不能進(jìn)行的特殊脫毒反應(yīng)，而且厭氧微生物降解方法已經(jīng)被發(fā)展用于混合培養(yǎng)體系中去除有毒有機(jī)物。第二節(jié)第二節(jié) 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 通過(guò)共代謝作用、降解性質(zhì)粒以及微生物之間的互生關(guān)系等途徑，也可使多氯聯(lián)苯降解、轉(zhuǎn)化。PCBs作為一種自然選擇因子，能誘導(dǎo)微生物群落的結(jié)構(gòu)和機(jī)能發(fā)生變化。有的微生物學(xué)家對(duì)假單胞菌、沙雷氏菌、芽孢桿菌等的野生型菌株進(jìn)行誘變處理，獲得了能把PCBs礦化為CO2和水的突變菌株。有研究者已從降解PCBs的細(xì)菌分離到了編碼降解酶的質(zhì)粒。以往對(duì)PCBs降解菌的研究，集中于革蘭氏陰性細(xì)菌

23、。目前研究發(fā)現(xiàn)了一株降解PCBs的革蘭氏陽(yáng)性的紅球菌，該菌具有更強(qiáng)、更獨(dú)特的PCBs轉(zhuǎn)化活性。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 （三）合成洗滌劑的生物降解 合成洗滌劑的基本成分是人工合成的表面活性劑。合成洗滌劑使用后大部分以乳化膠體狀廢水排入自然界。根據(jù)表面活性劑在水中的電離性狀，可分為陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型和兩性電解質(zhì)四大類(lèi)，以陰離子型洗滌劑的應(yīng)用最為普遍，其中又以軟型烷基苯磺酸鹽（LAS）的使用最為廣泛。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 洗滌劑污染的廢水會(huì)存在大量不易消失的泡沫，廢水一般偏堿性。洗滌劑在水中的分解速度，主要取決于微生物的作用條件和洗滌劑中表

24、面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)。陰性表面活性劑中，高級(jí)脂肪鏈最易被微生物分解。其途徑是，最初高級(jí)脂肪鏈經(jīng)微生物作用形成高級(jí)醇類(lèi)，然后進(jìn)一步氧化為羧酸，再在微生物的作用下分解為CO2和H2O。整個(gè)過(guò)程在有氧的條件下進(jìn)行。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 現(xiàn)已分離到能以表面活性劑為唯一碳源和能源的微生物，主要是假單胞菌屬、鄰單胞菌屬的革蘭氏陰性桿菌、黃單胞菌屬的革蘭氏陰性桿菌、產(chǎn)堿桿菌、微球菌、諾卡氏菌等，固氮菌屬除拜氏固氮菌外，都是表面活性劑的積極分解者。在含洗滌劑的污水中培養(yǎng)固氮菌是很有意義的，因?yàn)樗鼈児潭舜髿庵械牡?，水中含有機(jī)氮化物，就可促進(jìn)其他微生物生長(zhǎng)，從而提高洗滌劑的降解速率。 微生物對(duì)洗滌劑的降解能力還依賴于共代謝途徑和降解性質(zhì)粒的存在，與LAS降解有關(guān)的酶如脫磺基酶和芳香環(huán)裂解酶的編碼基因均位于質(zhì)粒上。 微生物降解污染物的途徑微生物降解污染物的途徑 （四）塑料的生物降解 石油工業(yè)的興起，使得石油化工合成塑料在人類(lèi)生活中扮演著重要的角色。20世紀(jì)70年代以來(lái)，塑料工業(yè)得到迅猛的發(fā)展，無(wú)論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)，還是人們的日常生活，無(wú)不與塑料密切相關(guān)。但目前所使用的化學(xué)合成塑料在自然環(huán)境中很難分解，也不會(huì)被腐蝕，燃燒處理又會(huì)產(chǎn)生有害氣體，所以越來(lái)越多的塑料垃圾對(duì)環(huán)境造