難降解有機(jī)物是指微生物在自然條件下不能將其部分或*降解，或者不能以較快的速度降解的一類物質(zhì)〔1〕。難降解有機(jī)物容易在環(huán)境中大量積累，對(duì)環(huán)境造成破壞。

隨著工業(yè)化水平的提高，產(chǎn)生了大量工業(yè)廢水，廢水中包含種類繁多的難降解有機(jī)物，例如鹵代有機(jī)溶劑、鹵代苯環(huán)類化合物、稠環(huán)芳烴、雜環(huán)化合物以及周杰倫等，這些物質(zhì)一旦排入水體會(huì)對(duì)環(huán)境造成*的危害。因此，開展經(jīng)濟(jì)有效的難降解有機(jī)物處理技術(shù)的研究十分必要。

目前利用傳統(tǒng)的化學(xué)方法和物理方法去除污染物已經(jīng)難以滿足處理后廢水的達(dá)標(biāo)排放要求，人們?cè)絹碓蕉嗟亻_始利用生物法來處理難降解有機(jī)物，其中微生物的共代謝作用zui為引人關(guān)注〔2〕。微生物的共代謝作用不以從降解物質(zhì)中獲取能量和營(yíng)養(yǎng)供微生物生長(zhǎng)為目標(biāo)，并且能夠降解多種難降解物質(zhì)，目前對(duì)這類降解方式的研究越來越多〔3〕。筆者對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者在研究微生物共代謝作用方面所取得的一系列成果進(jìn)行了總結(jié)，進(jìn)而揭示了微生物共代謝的微觀機(jī)制，為優(yōu)化共代謝的反應(yīng)條件提供參考。

1 微生物的代謝機(jī)制及共代謝的定義
 
難降解廢水處理設(shè)備規(guī)格尺寸價(jià)格上

微生物主要通過以下兩種方式來降解物質(zhì)，一種是在降解過程中，直接將有機(jī)物作為生長(zhǎng)基質(zhì)，將部分有機(jī)物作為碳源，另一部分有機(jī)物則用于合成新的細(xì)胞物質(zhì)； 在好氧環(huán)境中以分子態(tài)氧作為電子受體，在厭氧環(huán)境中，則以硝酸鹽、硫酸鹽、二氧化碳或其他有機(jī)物作為電子受體，這種降解方式即為好氧降解和厭氧降解。在此種降解方式下，主要是通過向污染物中添加高濃度純品菌種并進(jìn)行間歇式培養(yǎng)來對(duì)污染物質(zhì)的降解性能進(jìn)行研究。

另一種即微生物的共代謝。共代謝是通過提供外加碳源和能源物質(zhì)，將原本不能或不易被降解的物質(zhì)代謝降解的現(xiàn)象。1959 年E. R. Leadbetter 等在研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，甲烷產(chǎn)生菌（P. Methanica） 不能把乙烷直接作為生長(zhǎng)基質(zhì)，但可以將乙烷氧化成乙醇、乙醛，他們將這一現(xiàn)象稱為共氧化現(xiàn)象，并將其定義為在生長(zhǎng)基質(zhì)存在的條件下，微生物對(duì)非生長(zhǎng)基質(zhì)的氧化〔4, 5〕。H. L. Jensen 對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行擴(kuò)展定義，正式提出了共代謝的概念，認(rèn)為存在生長(zhǎng)基質(zhì)時(shí)，微生物的活性會(huì)增強(qiáng)，從而對(duì)非生長(zhǎng)基質(zhì)的降解性能也會(huì)提高，此時(shí)微生物無論是通過氧化作用還是還原作用對(duì)非生長(zhǎng)基質(zhì)的降解都是共代謝的作用。共代謝包括存在生長(zhǎng)基質(zhì)時(shí)，繁殖細(xì)胞對(duì)非生長(zhǎng)基質(zhì)的降解作用，以及生長(zhǎng)基質(zhì)被*消耗時(shí)，處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)的細(xì)胞對(duì)非生長(zhǎng)基質(zhì)的轉(zhuǎn)化〔6〕。

難降解廢水處理設(shè)備規(guī)格尺寸價(jià)格上

2 研究共代謝的意義
 
共代謝的核心問題主要有微生物的馴化、誘導(dǎo)產(chǎn)生關(guān)鍵酶、生長(zhǎng)基質(zhì)與非生長(zhǎng)基質(zhì)之間的競(jìng)爭(zhēng)性抑制、非生長(zhǎng)基質(zhì)及降解中間產(chǎn)物對(duì)微生物的毒害作用等。其中微生物的選擇、關(guān)鍵酶的誘導(dǎo)以及其作用機(jī)理、共代謝動(dòng)力學(xué)研究等已引起研究者的廣泛關(guān)注〔7, 8〕，因此基于國(guó)內(nèi)外的研究情況，對(duì)影響共代謝的因素及動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)行了總結(jié)和探討。

3 共代謝的影響因素
 
3.1 微生物的選擇和馴化
 
難降解物質(zhì)可生化降解性差，即使自然界中有種類繁多的微生物，但能通過共代謝作用對(duì)其進(jìn)行降解的微生物在常規(guī)環(huán)境條件下的存在數(shù)量少且活性低，因此尋找并篩選出具有高效降解性能的微生物十分重要〔9, 10〕。

菌種馴化主要是利用微生物可定向馴化的特性來實(shí)現(xiàn)，在自然條件下，當(dāng)某塊土壤受到有機(jī)物污染后，在污染物的誘導(dǎo)下，土壤中的微生物會(huì)產(chǎn)生分解目標(biāo)污染物的酶，進(jìn)而將污染物降解。根據(jù)這一性質(zhì)，符合條件的細(xì)菌會(huì)被篩選出來，然后通過在特定條件下的富集和馴化，zui終得到1 種或幾種符合條件的菌種。利用這一特性，B. Boldrin 等〔11, 12, 13, 14, 15〕在被多環(huán)芳烴污染的土壤中，通過人工馴化的方式分離出相關(guān)的降解菌。由于被馴化出來的菌種可能不止一種，此時(shí)選擇單一菌種還是混合菌種，以及如何選擇混合菌種會(huì)產(chǎn)生不同的處理效果。孫永利〔16〕在對(duì)馴化得到的4 種能夠降解周杰倫的微生物進(jìn)行混合研究中發(fā)現(xiàn)，將微生物混合后處理周杰倫，微生物之間會(huì)產(chǎn)生一種協(xié)同作用，比僅存在單一微生物可以取得更好的處理效果。韋朝海等〔17〕通過篩選和馴化得到了4 種可以高效降解

硝基苯的微生物，在對(duì)降解過程中所產(chǎn)生的生物協(xié)同作用和基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)存在枯草芽孢桿菌和人蒼白桿菌時(shí)，它們之間會(huì)出現(xiàn)協(xié)同降解現(xiàn)象，相對(duì)于單一存在枯草芽孢桿菌，加入人蒼白桿菌后，*降解232.0 mg/L 硝基苯所需要的時(shí)間從145 h 減少為85 h；但研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，若枯草芽孢桿菌和門多薩假單孢菌同時(shí)存在于降解體系，它們之間會(huì)出現(xiàn)一定程度的抑制作用，相比于單一菌種，會(huì)降低降解的效果。