不產(chǎn)氧光合細(xì)菌在環(huán)境生物修復(fù)中的應(yīng)用

孟 溪

（中冶華天工程技術(shù)有限公司 江蘇南京 210019）

引言

環(huán)境生物修復(fù)是一種用于治理污染水體、土壤的技術(shù)方法，主要是通過(guò)生物或其產(chǎn)物，降解環(huán)境體系中的污染物變成生物氣（甲烷、CO2）和水或轉(zhuǎn)化成其他無(wú)害物質(zhì)。與傳統(tǒng)的物理、化學(xué)修復(fù)方法相比，生物修復(fù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，操作簡(jiǎn)便，環(huán)境影響小，費(fèi)用低廉，遺留問(wèn)題少，最大限度地降低污染物，為公眾所接受，法規(guī)所鼓勵(lì)。針對(duì)不同的污染物，多種微生物具有高效的降解能力，可用于生物修復(fù)工程。不產(chǎn)氧光合細(xì)菌因其獨(dú)特的代謝類(lèi)型，已成功用于工業(yè)及農(nóng)業(yè)活動(dòng)污染的治理[1]。

1 不產(chǎn)氧光合細(xì)菌的概述

不產(chǎn)氧光合細(xì)菌（Anoxygenic photosynthetic bacteria）是一個(gè)代謝獨(dú)特的原核生物類(lèi)群，依靠光能進(jìn)行自身的新陳代謝，同化二氧化碳、氮類(lèi)化合物以及其他物質(zhì)。它們廣泛分布于土壤、江河湖泊、稻田以及活性污泥等生態(tài)系統(tǒng)中。不產(chǎn)氧光合細(xì)菌類(lèi)群可利用特殊的光合色素在有光照厭氧的環(huán)境下進(jìn)行光合自養(yǎng)代謝，吸收還原硫化物，在好氧黑暗條件下又可同化氧化有機(jī)物作為能量來(lái)源。紫色硫細(xì)菌（Purple sulphur bacteria，PSB）和紫色非硫細(xì)菌（Purple non-sulphur bacteria，PNSB）是不產(chǎn)氧光合細(xì)菌中的主要類(lèi)群，可將硫化物氧化生成單質(zhì)硫[2]。不產(chǎn)氧光合細(xì)菌能夠利用多種有機(jī)物作為底物，合成多種酶類(lèi)、蛋白質(zhì)、抗病毒物質(zhì)，使得它們?cè)谏镄迯?fù)過(guò)程中具有多種優(yōu)勢(shì)。目前已有研究報(bào)道，不產(chǎn)氧光合細(xì)菌已成功應(yīng)用于工業(yè)及農(nóng)業(yè)活動(dòng)污染的環(huán)境生物修復(fù)。

2 工業(yè)污染修復(fù)中的應(yīng)用

工業(yè)污水中含有大量復(fù)雜的有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物，過(guò)量排放會(huì)造成生態(tài)系統(tǒng)的破壞，危害水體及土壤。不產(chǎn)氧光合細(xì)菌多樣的代謝類(lèi)型，已報(bào)道可處理多種不同的工業(yè)廢水中的污染物。紅細(xì)菌屬Rhodobacter sphaeroides可使制藥廢水中的COD降低50%以上，對(duì)釀造廢水處理可降低80%的COD。光合細(xì)菌中的Rubrivivas gelatinous SS51和SY40菌株也使得乳膠生產(chǎn)廢水中的污染物濃度降低了50%以上。除了有機(jī)污染物的削減，不產(chǎn)氧光合細(xì)菌對(duì)于總氮，總磷也有著較高的降解率。在一農(nóng)場(chǎng)廢水厭氧處理體系中，Rhodobacter sphaeroides投加7天后，可使得磷酸鹽和COD濃度降低10%和82%，結(jié)合多孔陶瓷載體的固定化處理，可有效削減廢水中的污染物達(dá)80%以上[3]。以上研究表明，光合細(xì)菌在多種工業(yè)廢水處理中均有較好的處理效果。

3 農(nóng)業(yè)污染修復(fù)中的應(yīng)用

農(nóng)藥的應(yīng)用促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，保障了農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)并提高了產(chǎn)量，農(nóng)藥已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必需品。然而農(nóng)藥殘留具有較大毒性，對(duì)土壤使用及人類(lèi)健康造成危害。光合細(xì)菌的某些菌株已被證實(shí)，具有降解多種除草劑或殺蟲(chóng)劑的功能，如芐嘧磺隆、煙嘧磺隆、呋喃丹以及甲氰菊酯[4,5]。漁業(yè)養(yǎng)殖過(guò)程中由于飼養(yǎng)密度過(guò)高或者餌料過(guò)量會(huì)帶來(lái)的水體富營(yíng)養(yǎng)化，影響環(huán)境美觀及漁業(yè)產(chǎn)量，光合細(xì)菌也已成功用于漁業(yè)水質(zhì)治理。在其他的養(yǎng)殖廢水研究中，紫色非硫細(xì)菌類(lèi)群中的R.palustris被發(fā)現(xiàn)可以有效去除污水中的COD和磷酸鹽以及其他難聞的有機(jī)物。Do等人也發(fā)現(xiàn)一株紅色菌屬Rhodobacter sp.可以利用多種有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，使得有機(jī)污染物降解率高達(dá)80-93%以上。不產(chǎn)氧光合細(xì)菌可以在相對(duì)厭氧的環(huán)境下快速降解廢水中的有機(jī)質(zhì)，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害。

結(jié)語(yǔ)

不產(chǎn)氧光合細(xì)菌具有多種代謝途徑及較強(qiáng)的適應(yīng)性，可分解環(huán)境中多種有機(jī)物以及氮磷等化合物，適用于工業(yè)及農(nóng)業(yè)不同污染的生物修復(fù)，實(shí)現(xiàn)水體及土壤環(huán)境恢復(fù)的目標(biāo)。隨著我國(guó)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展及治理需求擴(kuò)大，環(huán)境生物修復(fù)必將成為重要的技術(shù)手段被深入研究并加以應(yīng)用。