對(duì)多數(shù)難以降解的有機(jī)污染物來(lái)說(shuō)，共代謝方式是微生物降解這些污染物的主要途徑。通過(guò)對(duì)共代謝基質(zhì)的選擇和環(huán)境條件的調(diào)控可以優(yōu)化有機(jī)污染物的降解，增強(qiáng)微生物降解有機(jī)污染物的能力。那什么是微生物共代謝類型？下面一起來(lái)了解下吧。
微生物共代謝類型是什么意思
微生物共代謝類型是指以外源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為碳源和能源代謝非生長(zhǎng)基質(zhì)的方式，也即微生物與營(yíng)養(yǎng)源和難降解有機(jī)污染物的相互作用模式。此外，受限于單一微生物代謝譜的有限范圍，單個(gè)微生物酶系統(tǒng)難以完全礦化有機(jī)污染物，部分中間產(chǎn)物乃至更高毒性物質(zhì)的降解依賴于其他物種酶系統(tǒng)的代謝功能，這種微生物間的協(xié)同作用模式擴(kuò)展了微生物共代謝現(xiàn)象的涵蓋范圍。
微生物與底物間互作
微生物與底物間的相互作用就是微生物利用生長(zhǎng)基質(zhì)來(lái)刺激代謝難降解有機(jī)污染物的過(guò)程。生長(zhǎng)基質(zhì)對(duì)非生長(zhǎng)基質(zhì)代謝酶類的誘導(dǎo)作用有效提高微生物生物量及其對(duì)難降解有機(jī)污染物的代謝活性。該種誘導(dǎo)作用多針對(duì)于低特異性代謝酶類(單、雙加氧酶等)的初始氧化步驟。此外，在非特異性降解酶的利用過(guò)程中存在生長(zhǎng)基質(zhì)與有機(jī)污染底物的競(jìng)爭(zhēng)作用。如在研究真菌對(duì)污染旱地土壤中苯并芘共代謝降解的過(guò)程中，Liu等發(fā)現(xiàn)向含有苯并[a]芘的土壤中加入菲，可以明顯地提高苯并[a]芘的降解率，但當(dāng)菲濃度為100 mg/kg時(shí)對(duì)苯并[a]芘的降解能力明顯高于200 mg/kg菲含量的作用效果；而當(dāng)加入鄰苯二甲酸時(shí)，苯并[a]芘的去除作用并不明顯。由此可見(jiàn)，適合的生長(zhǎng)基質(zhì)的種類和用量是優(yōu)化共代謝效果的關(guān)鍵因素。而部分有機(jī)污染物的代謝酶類只能依靠生長(zhǎng)基質(zhì)的代謝進(jìn)行誘導(dǎo)，更體現(xiàn)了能源物質(zhì)在共代謝作用中的重要意義。
菌種間的相互作用
菌種間的相互作用即微生物間的協(xié)同作用，廣泛存在于自然環(huán)境修復(fù)過(guò)程中，微生物種群相互作用，彼此提供生長(zhǎng)因子和代謝刺激物或彼此降解代謝中間產(chǎn)物。在代謝過(guò)程中污染物的降解不能產(chǎn)生能量也不能促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，它只是被微生物降解生長(zhǎng)基質(zhì)產(chǎn)生的酶轉(zhuǎn)化成不完全氧化物。此外，不同種屬微生物間對(duì)代謝中間產(chǎn)物的共代謝利用還有效降低了有毒產(chǎn)物積累的劑量效應(yīng)，防止酶活性中心離子遭受中間產(chǎn)物破壞，保護(hù)了原代謝微生物的酶活性。另外，多種微生物間的相互接觸大大增加了不同菌種間接合作用的發(fā)生，擴(kuò)大了菌種的生長(zhǎng)機(jī)制利用范圍，改善嚴(yán)格的共代謝條件，促進(jìn)有機(jī)污染底物的降解，增強(qiáng)了污染物完全礦化的可能性。Dubravka把烷基苯磺酸鹽與甲烷培養(yǎng)菌共培養(yǎng)物及一株從該共培養(yǎng)物中篩選分離的降解菌分別培養(yǎng)降解發(fā)現(xiàn)，共培養(yǎng)物降解烷基苯磺酸鹽不僅效果最好而且降解速率高，而單一菌培養(yǎng)物只能進(jìn)行初始的氧化。反映了菌種間的相互作用在共代謝過(guò)程中起到重要作用，可以促進(jìn)污染物的降解，減少甚至避免了中間產(chǎn)物毒性的積累。
目前，國(guó)內(nèi)共代謝作用應(yīng)用于難降解有機(jī)污染物治理的研究多集中在實(shí)驗(yàn)室階段，污染場(chǎng)地中的研究案例還不是很普遍?，F(xiàn)有的相關(guān)報(bào)道中，氯代有機(jī)物污染的場(chǎng)地生物修復(fù)過(guò)程中應(yīng)用到了微生物共代謝作用。臺(tái)南成功大學(xué)和路易斯堡在對(duì)TCE污染的場(chǎng)地修復(fù)過(guò)程中，分別向場(chǎng)地中投加甲苯，有效刺激了微生物的代謝酶系統(tǒng)，提高了TCE的去除效率。因此，有機(jī)污染物污染日益嚴(yán)峻，微生物共代謝作用的研究和應(yīng)用顯得十分重要。
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