3、环境生物修复技术的研究进展

　　3.1 高效降解菌的筛选

　　筛选污染物高效降解菌株是发展微生物修复技术的第一步，根据微生物与污染物的作用机制，所选择的高效降解微生物需要对污染物有较高的耐受力和适应性，对污染物降解效率高，不影响环境中原有微生物的多样性。我国对微生物修复降解菌株的筛选工作最初起源于农药高效降解菌株的筛选，其后才开展石油类污染物的生物降解微生物的筛选工作。目前已经筛选出大量的可用于土壤有机污染物修复的相关专利菌株 (表1)。

　　表1表明，我国污染土壤微生物修复工作主要涉及农药和石油类污染环境的修复。如在农药污染环境微生物修复方面，李顺鹏等分离到多种农药降解菌株，其中有机氯农药降解菌株鞘氨醇单胞菌Sphingomonas sp. BHC-A 和Sphingomonas sp. DB-1 可以分别降解六六六和滴滴涕，降解菌产品可以直接施用于土壤中，其中六六六残留量可以降解95%以上，滴滴涕残留量降低90%以上，能够有效地消除土壤污染，缓解植株受农害症状，解决农业生产中有机氯农药残留超标问题。刘双江等分离到一株对氯硝基苯降解菌株睾丸酮从毛单胞菌Comamonas testosteroni CNB-1，该菌株的生长细胞、细胞悬浮液、固定化细胞可以降解对氯硝基苯，并能够以对氯硝基苯为唯一碳源、氮源和能源生长，并将对氯硝基苯完全降解利用。在以对氯硝基苯为唯一碳源、氮源和能源生长时，先将硝基还原成羟胺，然后在菌株生产的2-氨基酚 1,6-双加氧酶的作用下，通过间位开环的方式，将2-氨基-5-氯苯酚开环成烃，从而进一步降解。该菌株适用于对氯硝基苯的工业废水的生物处理和对氯代硝基苯污染土壤的生物修复中并显现非常明显的效果。石油污染物修复方面，党志等从环境中分离到了许多可降解石油烃类菌株，洋葱伯克霍尔德氏菌Burkholderia cepacia GS3C 能够在4 d 内将750 mg/L 的正十六烷烃降解至200 mg/L 以内，以柴油为唯一碳源时，发现该菌株能够很好地降解柴油中的烷烃组分 (C12-C30)。该菌株具有高效的烷烃降解能力和良好的环境适应性，在石油类污染的生物修复中具有很好的应用前景。多环芳烃微生物修复方面，刘志培等分离的赤红球菌Rhodococcus ruber Em1 菌株能够降解十六烷等烷烃及蒽、菲、芘等多环芳烃，并且该菌株在降解的同时产生脂类生物乳化剂，该乳化剂能够明显降低水溶液的表面张力、具有很强的油脂类的乳化能力、提高烷烃和多环芳烃在水中的溶解度、明显促进活性菌株对烷烃和多环芳烃的降解，该菌株可用于含油废水的处理和石油污染土壤的生物修复中。庄国强等发明了一种适用于修复石油污染盐碱土壤的微生物复合菌剂及其制备方法，其主要由复合微生物菌液、营养物质和表面活性剂3 种成分组成。其中复合微生物包含3 株石油烃降解菌：巨大芽胞杆菌Bacillus megaterium P9，假单胞菌Pseudomonas sp. P4，木糖氧化无色杆菌Aomobacter xylosoxidans P2。将3 株菌通过液体培养与营养物质混合，按照1%的施加量将其加入到石油污染盐碱土壤中，10 d 后，烷烃含量由3 870 mg/kg 降低至2 748 mg/kg，降低了29%，芳烃由793 mg/kg 降低至605 mg/kg，下降了24%。

　　3.2 微生物对污染物高效降解性能

　　大多数环境中都存在着能够降解有毒有害污染物的天然微生物 (土著微生物)，但由于营养盐缺乏、溶解氧不足，能高效降解的微生物生长缓慢甚至不生长等因素，往往自然净化过程极为缓慢。土壤的微生物修复技术就是基于这一情况，通过提供氧气、添加营养盐、提供电子受体、接种经驯化培养具有高效降解作用的微生物等方法加强土壤自净过程。微生物修复与传统的分解不同的是它有分解作用所没有的新特征 (如共代谢作用、降解质粒等)，因此可视为是分解作用的扩展和延伸。由于微生物个体小、繁殖快、适应性强、易变异，所以可随环境变化产生新的自发突变株，也可能通过形成诱导酶产生新的酶系，具备新的代谢功能以适应新的环境，从而降解和转化那些陌生的化合物。