有机污染物质的降解是由微生物酶催化进行的氧化、还原、水解、基团转移、异构化、酯化、缩合、氨化、乙酰化、双键断裂及卤原子移动等过程。该过程主要有两种作用方式：1) 通过微生物分泌的胞外酶降解;2) 污染物被微生物吸收至其细胞内后，由胞内酶降解。微生物从胞外环境中吸收摄取物质的方式主要有主动运输、被动扩散、促进扩散、基团转位及胞饮作用等。

　　一些有机污染物不能作为碳源和能源被微生物直接利用，但是在添加其他的碳源和能源后也能被降解转化，这就是共代谢 (Co-metabolism)。研究表明，微生物的共代谢作用对于难降解污染物的彻底分解起着重要作用。例如甲烷氧化菌产生的单加氧酶是一种非特异性酶，可以氧化多种有机污染物，包括对人体健康有严重威胁的三氯乙烯和多氯联苯等。

　　微生物对氯代芳香族污染物的降解主要依靠两种途径：好养降解和厌氧降解。脱氯是氯代芳烃化合物降解的关键步骤，好氧微生物可以通过双加氧酶和单加氧酶使苯环羟基化，然后开环脱氯;也可以先脱氯后开环。其厌氧降解途径主要依靠微生物的还原脱氯作用，逐步形成低氯的中间产物。

　　一般情况下微生物对多环芳烃的降解都是需要氧气的参与，在加氧酶的作用下使芳环分解。真菌主要是以单加氧酶催化起始反应，把一个氧原子加到多环芳烃上，形成环氧化合物，然后水解为反式二醇化合物和酚类化合物。而细菌主要以双加氧酶起始加氧反应，把两个氧原子加到苯环上，形成二氢二醇化合物，进一步代谢。除此之外，微生物还可以通过共代谢降解大分子量的多环芳烃。此过程中微生物分泌胞外酶降解共代谢底物维持自身生长的物质，同时也降解了某些非微生物生长必需的物质。

　　2.1.2 无机物污染土壤的微生物修复

　　微生物不仅能降解环境中的有机污染物，而且能将土壤中的重金属、放射性元素等无机污染物钝化、降低毒性或清除。重金属污染环境的微生物修复近几年来受到重视，微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，从而达到生物修复的目的。因此，重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、生物吸附) 和生物转化等作用方式。微生物可以将有毒金属被吸收后贮存在细胞的不同部位或结合到胞外基质上，将这些离子沉淀或螯合在生物多聚物上，或者通过金属结合蛋白 (多肽)等重金属特异性结合大分子的作用，富集重金属原子，从而达到消除土壤中重金属的目的。同时，微生物还可以通过细胞表面所带有的负电荷通过静电吸附或者络合作用固定重金属离子。生物转化包括氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解等作用方式。在微生物的作用下，汞、砷、镉、铅等金属离子能够发生甲基化反应。其中，假单胞菌在金属离子的甲基化作用中起到重要作用，它们能够使多种金属离子发生甲基化反应，从而使金属离子的活性或者毒性降低;其次一些自养细菌如硫杆菌类Thiobacillus 能够氧化As3+、Cu2+、Mo4+、Fe2+等重金属。生物转化中具有代表意义的是汞的生物转化，Hg2+可以被酶催化产生甲基汞，甲基汞和其他有机汞化合物裂解并还原成Hg，进一步挥发，使得污染消除。

　　从目前来看，微生物修复是最具发展潜力和应用前景的技术，但微生物个体微小，富集有重金属的微生物细胞难以从土壤中分离，还存在与修复现场土著菌株竞争等不利因素。近年来微生物修复研究工作着重于筛选和驯化高效降解微生物菌株，提高功能微生物在土壤中的活性、寿命和安全性，并通过修复过程参数的优化和养分、温度、湿度等关键因子的调控等方面，最终实现针对性强、高效快捷、成本低廉的微生物修复技术的工程化应用。