對多數(shù)難以降解的有機污染物來說，共代謝方式是微生物降解這些污染物的主要途徑。通過對共代謝基質(zhì)的選擇和環(huán)境條件的調(diào)控可以優(yōu)化有機污染物的降解，增強微生物降解有機污染物的能力。那什么是微生物共代謝類型？下面一起來了解下吧。
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養(yǎng)物質(zhì)為碳源和能源代謝非生長基質(zhì)的方式，也即微生物與營養(yǎng)源和難降解有機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，單個微生物酶系統(tǒng)難以完全礦化有機污染物，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基質(zhì)來刺激代謝難降解有機污染物的過程。生長基質(zhì)對非生長基質(zhì)代謝酶類的誘導作用有效提高微生物生物量及其對難降解有機污染物的代謝活性。該種誘導作用多針對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程中存在生長基質(zhì)與有機污染底物的競爭作用。如在研究真菌對污染旱地土壤中苯并芘共代謝降解的過程中，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，但當菲濃度為100 mg/kg時對苯并[a]芘的降解能力明顯高于200 mg/kg菲含量的作用效果；而當加入鄰苯二甲酸時，苯并[a]芘的去除作用并不明顯。由此可見，適合的生長基質(zhì)的種類和用量是優(yōu)化共代謝效果的關(guān)鍵因素。而部分有機污染物的代謝酶類只能依靠生長基質(zhì)的代謝進行誘導，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)境修復過程中，微生物種群相互作用，彼此提供生長因子和代謝刺激物或彼此降解代謝中間產(chǎn)物。在代謝過程中污染物的降解不能產(chǎn)生能量也不能促進微生物的生長，它只是被微生物降解生長基質(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，防止酶活性中心離子遭受中間產(chǎn)物破壞，保護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，擴大了菌種的生長機制利用范圍，改善嚴格的共代謝條件，促進有機污染底物的降解，增強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)物只能進行初始的氧化。反映了菌種間的相互作用在共代謝過程中起到重要作用，可以促進污染物的降解，減少甚至避免了中間產(chǎn)物毒性的積累。
目前，國內(nèi)共代謝作用應用于難降解有機污染物治理的研究多集中在實驗室階段，污染場地中的研究案例還不是很普遍。現(xiàn)有的相關(guān)報道中，氯代有機物污染的場地生物修復過程中應用到了微生物共代謝作用。臺南成功大學和路易斯堡在對TCE污染的場地修復過程中，分別向場地中投加甲苯，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，有機污染物污染日益嚴峻，微生物共代謝作用的研究和應用顯得十分重要。
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