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微生物法在水污染治理中的問題與展望論文
在經濟快速發展的同時，伴隨著各種環境污染問題，且日益嚴重。目前，國內外對水污染修復的主要技術為物理法、化學法和生物法。微生物因具有資源豐富，不易產生二次污染等優點，被廣泛用于水污染治理的研究。
1 微生物修復富營養化水體
富營養污染的產生很大程度上是跟水體中大量進入含N、P等有機物有關，這些有機物有助于水中好氧藻類生長，而這些藻類的大量繁殖會使水體溶氧大幅降低，導致好養生物難以生存，引起水質惡化、水體老化加速和破壞水生生態系統等。水體脫氮是利用微生物的耗氧硝化作用，通過亞硝酸菌將氨氮化合物氧化成亞硝酸鹽，繼而將亞硝酸鹽轉化成硝酸鹽，同時釋放氧化亞氮來實現的。此外，還有反硝化作用，反硝化菌將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，再將亞硝酸鹽轉化為氮氣。Haberl R等認為水體中除氮的最好途徑就是利用硝化細菌的硝化與反硝化作用進行除氮。水體除磷途徑，有兩種途徑生物同化作用除磷和強化生物除磷。生物同化作用除磷是通過植物或者是懸浮培養的細胞直接吸收水中的磷。單愛琴等對云龍湖富營養進行研究，發現不同藻類對水體中磷的吸收效果是不同的，進一步研究培養出有高效除磷的混合藻類。強化生物除磷是利用聚磷微生物的厭氧釋磷以及好氧吸磷特性來完成除磷。聚磷微生物在水體缺氧條件下吸收水中揮發性脂肪酸，并將其轉化為β-羥基丁酸聚合物，然后將其體內的聚磷顆粒釋放到環境中。
2 微生物修復重金屬污染水體
一些工業廢水的排放，給水體帶來了許多如汞、鉛、鉻、銅等重金屬，對于重金屬污染的水體，可以利用微生物的吸附作用來治理。
在這里涉及到的微生物可以是來自于原核生物中的細菌、放射菌，真核生物中的霉菌、酵母菌等。微生物如同一種特殊的離子交換劑，在其細胞表面存在著各種能夠被吸附的離子基團，不同的細胞表面結構，微生物有著不同的吸附效果，微生物的吸附能力受到環境溫度、酸堿度、金屬離子濃度、共存離子狀態等的影響。秦玉春等研究了微生物對廢水中Cu2+的吸附規律發現，PH值對菌體吸附Cu2+影響最大。黃富榮等研究了紅螺菌在PH2.9,溫度35℃和微光厭氧情況下，紅螺菌對Cu2+、Cr6+的吸附率分別達到94%和83%.FarhadianM等研究了各類菌對重金屬的吸收效果后，發現真菌、細菌和放線菌對重金屬的吸收最好。Srivastava等，通過黑曲霉除淤泥中的Cr試驗，發現只有在泥土中Cr的質量分數達到250 mg/kg-1時，黑霉菌的除Cr效果最好，培養15天就可以將淤泥中75%的Cr去除。
3 微生物修復有毒有機物污染水體
近年來，人們在微生物領域找到了突破口，發現了不少能夠通過某些代謝途徑將有機有毒物質處理的微生物。據報道，能降解多環芳烴（PAHs）的微生物主要為真菌和細菌，如假單胞菌、紅球菌黃桿菌、微球菌等。
一般碳個數越多，PAHs越難被降解。聶麥茜等分離出一株能夠有效降解蒽、菲的優勢短桿菌，在Fe3 +的輔助下處理10 h,沒有被轉化的蒽、菲分別低至25% 、13%.周德平等發現經過少動鞘氨醇單胞菌處理14天后，菲的含量從1000mg/L降為13 mg/L.
通常，含六碳環的個數與PAHs的穩定性呈正相關。目前很少發現能夠高效降解復雜PAHs的微生物，即能夠以高分子量的PAHs為唯一碳源的微生物，而在發現的少數的能夠處理復雜PAHs的微生物都有一個共性，它們的降解都是基于共代謝出發的。共代謝是微生優先利用易獲得、易吸收的能源，以此作為在另一種基質上完成特殊代謝跳板的過程。共代謝為處理復雜PAHs提供了一個新方向。
陶雪琴等研究發現2,3-雙加氧酶把中間產物氧化的過渡作用在鞘氨醇單胞菌處理菲生成H2O和CO2過程中是極其重要的。周宏偉等克隆出一種雙加氧酶基因，該基因是以菌株地桿菌FLO為出發點的，在新的雙加氧酶重組菌株的處理下，芘和熒蒽可被催化生成相應的順式雙羥基，分析得知該克隆基因對降解復雜環芳烴中有積極作用。高闖等在研究銅綠假單胞菌降解處理PAHs中酶活性的變化時，發現了該菌的脫氫酶活性在對不同的PAHs的降解很重要，同時，該菌不僅能有效處理萘，且對其他種類PAHs也有一定降解作用。
4 問題與展望
近年來運用微生物處理污水的手段已經有了一個較長時間的成長過程，各地也受益良多。但是，隨著在污水治理的進程中，微生物的局限性也隨之暴露，主要有以下幾點：（1）在實際應用時，水體中仍存在著許多污染物是現有微生物技術無法處理的。（2）在處理過程中，微生物往往受到環境因素的影響比較大，比如溫度，酸堿性等的影響很難控制。（3）處理中某些菌種可能會產生有毒中間代謝物，對水體產生近一步污染。
目前，水污染現象比較嚴重，而各種治理水污染的方法都有一定的局限性。因此尋找擴寬環保治水技術刻不容緩，應積極開發生物資源，尋找更多能夠高效處理污水的新型菌種或者可以在原有菌種基礎上進行適當的改良，也可以和物理化學方法結合起來一起運用到水污染治理中去，使污水得到更有效的處理。
參考文獻
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