微生物在污水處理中的應(yīng)用

摘要：本文主要闡述了各種微生物在不同種類污水中的應(yīng)用，以及它們不同的應(yīng)用機(jī)理。

關(guān)鍵詞：微生物生活污水工業(yè)污水農(nóng)業(yè)污水重金屬農(nóng)藥

1.世界水資源現(xiàn)狀

環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策。世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)踐證明，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，

必須解決好發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的矛盾。

全球水資源狀況迅速惡化，“水危機(jī)”日益嚴(yán)重。據(jù)水文地理學(xué)家的估算，地球上的水

資源總量約為13.8億立方公里，其中97.5%是海水（13.45億立方公里）。淡

水只占2.5%,其中絕大部份為極地冰雪冰川和地下水，適宜人類享用的僅為0.01%.

20世紀(jì)50年代以后，全球人口急劇增長，工業(yè)發(fā)展迅速。一方面，人類對水資源的

需求以驚人的速度擴(kuò)大；另一方面，日益嚴(yán)重的水污染查食大量可供消費(fèi)的水資源。本屆世

界水論壇提供的聯(lián)合國水資源世界評估報(bào)告顯示，全世界每天約有200噸垃圾倒進(jìn)河流、

湖泊和小溪，每升廢水會(huì)污染8升淡水；所有流經(jīng)亞洲城市的河流均被污染；美國40%的

水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲劑污突；歐洲55條河流中僅有5條水質(zhì)差

強(qiáng)人意。

20世紀(jì)，世界人口增加了兩倍?，而人類用水增加了5倍。世界上許多國家正面臨水資

源危機(jī)：12億人用水短缺，30億人缺乏用水衛(wèi)生設(shè)施，每年有300萬到400萬人死

于和水有關(guān)的疾病。到2025年，水危機(jī)將蔓延到48個(gè)國家，35億人為水所困。水資

源危機(jī)帶來的生態(tài)系統(tǒng)惡化和生物多樣性破壞，也將嚴(yán)重威脅人類生存。

水資源危機(jī)既妨礙世界可持續(xù)發(fā)展，也威脅著世界卻平。過去50年中，由水引起的沖

突共507起，其中37起有暴力性質(zhì)，21起演變?yōu)檐娛聸_突。專家警告說，隨著水資源

日益緊缺，水的爭奪戰(zhàn)將愈演愈烈。

2.污水處理方法分類

2.1物理法

利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)。主要有沉淀法，過濾法，離心分離法，

吸附法等。

2.2化學(xué)法

利用化學(xué)反應(yīng)原理及方法來分離，回收廢水中的污染物，或者改變污染物的性質(zhì)，使它

從

有害變?yōu)闊o害的處理法。主要有化學(xué)凝結(jié)法，中和法，氧化還原法，離子交換法。

2.3生物法

主要利用微生物的生命活動(dòng)過程，對廢水中的污染物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的作用，從而是

污水得到凈化的方法。

2.4.微生物簡介

微生物是肉眼看不見或者看不清的生物的總稱。包括原核生物（細(xì)菌，放線菌和藍(lán)細(xì)菌）,

真核生物（真菌和微型藻類），非細(xì)胞生物（病毒類）。微生物具有體積小、表面積大、繁殖

力驚人等特點(diǎn)，能不斷與周圍環(huán)境快速進(jìn)行物質(zhì)交換。污水具備微生物生長繁殖的條件，因

而微生物能從污水中獲取養(yǎng)分，同時(shí)降解和利用有害物質(zhì)，從而使污水得到凈化。因此微生

物可在污水凈化和管理中得到廣泛應(yīng)用，造福人類。

微生物能降解和轉(zhuǎn)化污染物主要是因?yàn)槲⑸锞哂幸圆穾讉€(gè)特點(diǎn)：個(gè)體弱小，比表面積

大，代謝速率快；種類繁多，分布廣泛，代謝類型多樣；具有多種降解睡：繁殖快，易變異，

適應(yīng)性強(qiáng)；共代謝作用等。

1

3.原理

利用微生物處理污水實(shí)際就是通過微生物的新陳代謝活動(dòng)，將污水中的有機(jī)物分解，從

而達(dá)到凈化污水的目的.微生物能從污水中攝取糖，蛋白質(zhì)，脂肪，淀粉及其它低份子化合

物。微生物新陳代謝類型有需氧型和厭氧型兩種，因此，凈化方法分為好氧凈化和厭氧凈化.

3.1.好氧凈化

氧存在條件下，許多好氧微生物通過分解代謝、合成代謝和物質(zhì)礦物化，在把有機(jī)物氧

化分解成C02和H20等過程中，獲尋C源、X源、P源、S和能量。污水的微生物好氧凈化

就是摹擬上述原理，把微生物置于一定的構(gòu)筑物內(nèi)通氣培養(yǎng)，高效率凈化污水的方法。

3.2厭氧凈化

微生物在嚴(yán)格厭氧條件下，有機(jī)物發(fā)酵或者消化過程中，大部份有機(jī)物被解生成H2、C02、

H2S和CH4等氣體。污水的生物厭氧凈化就是根據(jù)污水經(jīng)厭氧發(fā)酵后既到凈化，又獲得了生

物能源CH4的原理。微物細(xì)胞能量轉(zhuǎn)移的電子受體，由好氧條件下份子氧改變?yōu)閰捬鯒l件下

的有機(jī)物。在厭氧件下，不溶于水而難分解的大份子有機(jī)污物，被微生物的胞外醐降解為可

溶性物質(zhì)，再由產(chǎn)甲烷厭氧細(xì)菌和產(chǎn)氫細(xì)菌降解成低份子有酸類和醇類、并放出H2和C02；

有機(jī)酸類和類經(jīng)產(chǎn)甲烷菌降解成H2、C02和CH4。甲烷菌還可利用H2還原C02,形成CH4。

微生物凈化過程：

I.有機(jī)污染物的濃度由高變低

II.異養(yǎng)細(xì)菌迅速氧化分解有機(jī)污染物而大量繁殖，然后是以細(xì)菌為食料的原生動(dòng)物浮現(xiàn)數(shù)

量高峰，再后是由于有機(jī)物礦化，利于濠類的生長，而浮現(xiàn)茂類的生長高峰。

IH.溶解氧濃度隨著有機(jī)物被微生物氧化分解而大量消耗，很快降到最低點(diǎn)，隨后，由于有

機(jī)物的無機(jī)化和藻類的光合作用及其他好氧微生物數(shù)量的下降，溶解氧又恢更到原來水平。

這樣，在離開污染源相當(dāng)?shù)木嚯x之后，水中的微生物數(shù)量，有機(jī)物，無機(jī)物的含量，也都下

降到最低點(diǎn)。于是，水體恢復(fù)到原來的狀態(tài)。

微生物處理優(yōu)點(diǎn)：微生物具有來源廣，易培養(yǎng)，繁殖快，對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，易變異的特

征在生產(chǎn)上較容易的采集菌種進(jìn)行培養(yǎng)繁殖，并在特定條件下進(jìn)行馴化，使之適應(yīng)不同的水

質(zhì)條件，從而通過微生物的新陳代謝使有機(jī)物無機(jī)化。加之微牛.物的生存條件溫和，新陳代

謝時(shí)不需要高溫高壓，它是不需要投加催化劑的.生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、

運(yùn)行費(fèi)用相對較低，所要投入的人力，物力比其他方法要少的多。在污水生物處理的人工生

態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化效率之高是任何天然的或者農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)所不能比擬的。

4.污水處理中重要的微生物種群

4.1絲狀細(xì)菌

絲狀細(xì)菌（Filamentousbacteria）能顯著影響絮狀活性污泥的沉降性（污泥膨脹）或者

引起生物量變化和泡沫形成（污泥發(fā)泡），從而嚴(yán)重影響活性污泥的處理效率.傳統(tǒng)上，絲

狀細(xì)菌是通過光學(xué)顯微鏡學(xué)講行分析鑒定的，如革蘭氏和Neisser染色反應(yīng)、典型的形態(tài)

學(xué)特征等.但應(yīng)用full—cyclerRNA技術(shù)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)鑒定方法不能發(fā)現(xiàn)污水廠活性

污泥中的許多絲狀細(xì)菌。

系統(tǒng)發(fā)生樹部份提供了絲狀菌的系統(tǒng)發(fā)生親緣關(guān)系，但有些絲狀類型如Eikelboom1863

或者Nostocoidalimicola等則是放置在徹底無關(guān)的類群中.現(xiàn)在利用rRNA目標(biāo)寡聚核甘酸探

針能迅速地鑒定大多數(shù)絲狀菌，證明在活性污泥中有些絲狀菌呈現(xiàn)多態(tài)性現(xiàn)象.

Kanagawa等（2000）從活性污泥中分離出15種絲狀菌，根據(jù)形態(tài)被分類為Eikelboom21N,

利用16SrDNA序列分析表明都同變形桿菌亞綱的Thiothi'ix絲狀菌形成單系

群（monophylelicgroup）.1^0111萬乂絲狀菌在污水中通常表現(xiàn)出生理多能性，在異養(yǎng)、兼性

營養(yǎng)和化能自養(yǎng)情

2

況下，它們都能同標(biāo)記的乙酸鹽或者碳酸氫鹽結(jié)合。在厭氧狀況下(無論有無硝酸鹽)，

Thiothrix絲狀菌都很活躍，它通過吸收硫代硫酸鹽和乙酸鹽來形成胞內(nèi)硫粒。

利用絲狀菌的FISH探針，Mircothrixparvicella被發(fā)現(xiàn)有特殊的脂消費(fèi)，在厭氧情況

下專門吸收長鏈脂肪酸(而不是短鏈脂肪酸和葡萄糖)，隙后當(dāng)硝酸鹽或者氧可用作電子受體

時(shí)它們則使用貯存完成生長.無非，在厭氧情況下，扎parvicella不能吸收磷，不適合那

些有除磷要求的生物反應(yīng)器.利用FISH技術(shù)對絲狀菌進(jìn)行系統(tǒng)分類發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)未描述的

絲狀菌屬于綠色非硫細(xì)菌(Chloroflexi),也可能是污水生物處理系統(tǒng)中豐度最高的絲狀菌。

Liao等(2004)發(fā)展一種定量FISH,對實(shí)驗(yàn)室和污水廠反應(yīng)器中的絲狀菌進(jìn)行了研究，以

增加Sphacrotilusna工ans的方式來刺激污泥膨脹，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是Eikclboom1851菌叢(而

不是試驗(yàn)的S.幅宜冰菌八司活性污泥容積指數(shù)(volumeindex)極度相關(guān)，其可延伸的菊絲

長度約為

6X10。la,m/mLo

4.2生物除磷的重要細(xì)菌

生物除磷可以在EBPR的微生物途徑中由完成，該過程通過循環(huán)活性污泥進(jìn)行交替的厭

氧、需氧為特征?；谖⑸锏募兣囵B(yǎng)技術(shù)，變形桿菌綱「亞綱的不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)

長期被認(rèn)為是惟一的PAO(Polyphosphate—accumulatingorganism).但實(shí)際上，雖然不動(dòng)

桿菌能積累多聚磷酸鹽，卻沒有PA0的典型代謝方式.Wanger等(1994)用rRNA目的探針測

試后認(rèn)為，主要的PA0應(yīng)該為口亞綱中的Rhoclocyclus祥，其次為亞綱中的Planctomycotc

群及屈撓桿菌屬(Flexibacler)、CEB群(Cylophaga—FlEvobacterium—Bacleroides)等.利

用螢光抗體染色、呼吸配檢測和屬特異探針的FISH等非培養(yǎng)方法，證明在EBPR系統(tǒng)中.由

于培養(yǎng)偏差顯然高估了不動(dòng)桿菌的相對豐度，表明其對EBPR系統(tǒng)實(shí)際上不是最重要的，而

此外一些分離出的細(xì)菌才是PA0的候選者。無非，有7個(gè)Acinembacter新種從活性污泥中

分離到，可望進(jìn)一步闡釋該屬在脫磷中扮演的角色和意義。

枳磷小月菌(Microlunatusphosphovorus)是"個(gè)高G+C含量的革蘭氏陽性菌，被認(rèn)為

是專性好氧菌，可以通過EMP途徑發(fā)酵葡萄糖為乙酸，而不能夠在厭氧情況下生長.有明顯

吸收葡萄糖、分泌乙酸的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致胞內(nèi)乙酸積累；產(chǎn)生的乙酸在隨后的好氧階段消矩

掉.phosphovorus表現(xiàn)出卓越的吸收和釋放磷的能力，磷釋放率和吸收率可分別高達(dá)3.34

mmolg/cell?h和1.56mmolg/cell?h,比Lampropediaspp.和Acinctobacterspp.要

高1個(gè)數(shù)量級(jí)，特異探針證明其在EB-PR工廠里可占總細(xì)菌的2.7%。

俊片菌屬(Lampropedia)也擁有聚磷菌的基本代謝特征，但比EBPR模型預(yù)言的吸收乙酸

鹽釋放磷酸鹽的比率要低很多.那些被建議名為“CandidatusAc—cuinulitacter

phosphatesn已被證實(shí)顯著存在于EBPR系統(tǒng)中.Saunders等(2003)在對6個(gè)運(yùn)行污水廠

進(jìn)行了檢測后認(rèn)為，很可能“無關(guān)緊要"KJ^CandidatusAccumulibacterphosphatesv正

是重要的PAO.此外還有顯微鏡原位觀察顯示，酵母菌很可能涉及在生物除磷中，許多“聚

磷菌”很可能是酵母菌的抱子，但其作用機(jī)理顯然還需要進(jìn)一步探討.

4.3硝化細(xì)菌

氮循環(huán)是高度依賴微生物活性和轉(zhuǎn)化的一個(gè)過程.這種微生物在污水處理、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域

具有極其重要的作用，因此成為近年來世界研究的熱點(diǎn)，變形桿菌的0亞綱幾乎已經(jīng)成為微

生物生態(tài)學(xué)的模式系統(tǒng).Kindaichi等(2004)對自養(yǎng)硝化生物膜進(jìn)行了FISH分析表明，膜上

有50%屬于硝化細(xì)菌，其余50%為異養(yǎng)細(xì)菌，分布為變形桿菌。亞綱23%,「亞綱13%,

綠色非硫細(xì)菌9%,CFB群2%,未定類群3%.該結(jié)果表明，硝化細(xì)菌通過可溶性產(chǎn)物的產(chǎn)

生支持了異養(yǎng)菌，異養(yǎng)菌也從代謝多樣性等方面確保了生物膜的生態(tài)穩(wěn)定性.從培養(yǎng)角度

來說，硝化細(xì)菌生長極慢；由于硝化細(xì)菌的分布同pH、溫度等敏感，所以污水廠的硝化作用

常有崩潰的情況發(fā)生.

4.3.1氨氧化茵

3

為慶氣層、好氣層、附著水層、運(yùn)動(dòng)水層。生物膜法的原埋是，生物膜首先吸附附著

水層有機(jī)物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進(jìn)入?yún)挌鈱舆M(jìn)行厭氣分解，流動(dòng)水層則

將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的FI的。生物膜法

具有以下特點(diǎn)：（1）對水量、水質(zhì)、水溫變動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)；（2）處理效果好并具良好硝

化功能；（3）污泥量?。s為活性污泥法的3/4）且易于固液分離；（4）動(dòng)力費(fèi)用省。

5.1.3AB法

AB法工藝由德國BOHIKE教授首先開辟。該工藝將曝氣池分為高低負(fù)荷兩段，各

有獨(dú)立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負(fù)荷段A段停留時(shí)間約20-40分鐘，以生物絮凝

吸附作用為主，同時(shí)發(fā)生不完會(huì)氧化反應(yīng)，生物主要為短世代的細(xì)菌群落，去除B0D

達(dá)50%以上。B段與常規(guī)活性污泥相似，負(fù)荷較低，泥齡較長。

5.2工業(yè)廢水

工、也廢水是水體污染的主要污染源。包括鋼鐵工業(yè)廢水，食品工業(yè)廢水，印刷廢水，化

匚廢水等。隨著工業(yè)化的發(fā)展，含有重金屬離子的廢水產(chǎn)生量越來越多。重金屬離子已成為

最重要、最常見的污染物之一。由于重金屬在生物體內(nèi)的富集、吸收與轉(zhuǎn)化，從而通過食物

鏈危害人體健康。如致癌、致畸等，故而處理重金屬污染刻不容緩。

微生物處理技術(shù)在生活污水處理中的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟并且全面普及，但是在工業(yè)污水

的處理中還存在著一定的技術(shù)問題。相對于生活污水來說，工業(yè)污水的成份要復(fù)雜的多，大

多數(shù)工業(yè)污水的C0D值都相當(dāng)高，可生化性差，這就給微生物處理帶來了相當(dāng)大的難度，有

些工'業(yè)污水甚至還有很高的氨氮指標(biāo)，增加了微生物處理的難度。但是微生物技術(shù)的許多優(yōu)

勢注定了它將是工業(yè)污水管理的一個(gè)方面，而且目前已經(jīng)有不少行業(yè)的工業(yè)污水開始采用微

生物處理技術(shù)并且得到了穩(wěn)定的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

這里主要講述關(guān)于污水中重金屬的處理。目前用的微生物法有生物吸附法、硫酸鹽還

原菌凈化法和利用微生物的轉(zhuǎn)化作用去除重金屬。

5.2.1生物吸附法

生物吸附是利用生物量（如發(fā)酵工業(yè)的剩余菌體）通過物理化學(xué)機(jī)制，將金屬吸附或者

通過細(xì)胞吸收并濃縮環(huán)境中的重金屬離子，由于重金屬具有毒性，如果濃度太高，活的微

生物細(xì)胞就會(huì)被殺死。所以，必須控制控制被處理水的重金屬濃度。

例如陳小霞等人用小球藻富集鈉離子，研究表明小球藻富集格離子的機(jī)制主要表現(xiàn)是表面吸

附和主動(dòng)運(yùn)輸。在生長期和穩(wěn)定期小球藻富集的鋁以有機(jī)銘存在，而在衰亡期，小球薄富集

的常以無機(jī)格存在。

利用工業(yè)發(fā)酵后剩余的芽泡桿菌菌體或者酵母菌吸附重金屬，具體做法是首先用堿處理

菌

體，以便增加其吸附重金屬的能力。然后通過化學(xué)交聯(lián)法固定這些細(xì)胞，固定化的芽泡桿菌

對重金屬的吸附?jīng)]有選擇性（微生物在結(jié)合無機(jī)污染物上表現(xiàn)出選擇性，多于大多數(shù)合成的

化學(xué)吸附劑，微生物對金屬的吸附和積累主要取決于不同配位體結(jié)合部位對對金屬的選擇

性）?？梢匀コ龔U水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn去除率可達(dá)99%。吸附在細(xì)胞上的重

金屬可以用硫酸洗脫，然后用化學(xué)方法回收重金屬，經(jīng)過堿處理后的固定化細(xì)胞還可以重新

用于吸附重金屬。

5.2.2硫酸鹽還原菌凈化法

脫硫弧菌屬硫酸鹽還原菌是厭氧化能細(xì)菌，它最大的特征就是在無自由氧的條件下，在

有機(jī)質(zhì)存在時(shí)通過還原硫酸根變成硫化氫，從中獲得生長能量而大量繁殖；它繁殖的結(jié)果是

使溶解度很大的硫酸鹽變成為了極難溶解的硫化物或者硫化氫。這種細(xì)菌分布廣泛，海洋、湖

泊、河流及陸地上都能存在。在沒有自由氧而有硫酸鹽及有機(jī)物存在的地方它就能生長繁殖,

其生長溫度為25~35攝氏度，PH值為6.2~7.5.該細(xì)菌的作用可將廢水中的硫酸根變成硫化

5

氫，使廢水中濃度較高的重金屬Cu、Pb、Zn等轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧锒恋?，從而使廢水中的重

金屬離

5

子得以去除。

5.2.3利用微生物的轉(zhuǎn)化作用去除重金屬

微生物可以通過氧化作用、還原作用、甲基化作用和去烷基化作用對重金屬和重金屬類

化合物進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

細(xì)菌胞外的莢膜或者粘膜層可產(chǎn)生多種胞外多聚體，胞外多聚體能夠吸附自然條件下或

者廢水處理設(shè)施中的重金屬。其主要成份是多糖、蛋白質(zhì)和核酸。

真菌的細(xì)胞壁內(nèi)含幾丁質(zhì)，這和N——乙酰葡糖胺多聚體是一種有效的金屬于放射性核

素結(jié)合的生物吸附劑。經(jīng)過氫氧化物處理的各類真菌暴露出來的幾丁質(zhì)、脫乙酰殼多犍和其

他金屬結(jié)合的配位體，形成菌絲層，可以有效的去除廢水中的重金屬。

六價(jià)格具有強(qiáng)烈的毒性，其毒性是三價(jià)格的100倍，而且能在人體內(nèi)沉淀。由于六價(jià)格

很容易通過胞膜進(jìn)入細(xì)胞，然后在細(xì)胞質(zhì)、線粒體和細(xì)胞核中被還原為三價(jià)格，三價(jià)格在細(xì)

胞內(nèi)與蛋白質(zhì)結(jié)合為穩(wěn)定的物質(zhì)并且和核酸相作用，而細(xì)胞外的三價(jià)銘是不能參透細(xì)胞的，

細(xì)菌利用細(xì)胞中的NADH作為還原劑，在厭氧或者好氧的狀態(tài)下，將六價(jià)銘還原為三價(jià)格。

如陰溝腸桿菌能抗10000M。1/1銘酸鹽，在厭氧的條件下能使六價(jià)格還原為三價(jià)格，三價(jià)

銘可

以通過沉淀反應(yīng)與水分崗而被去除。

5.3農(nóng)業(yè)廢水

它面廣而量大且分散。農(nóng)CD使用農(nóng)藥，化學(xué)農(nóng)藥主要是人工合成的生物外源性物質(zhì)，很

多農(nóng)藥本身對人類及其他生物是有毒的，而且不少類型是不易生物降解的頑強(qiáng)性化合物，農(nóng)

藥殘留很難降解，人們在使用農(nóng)藥防止病蟲草害的同時(shí)，也使糧食、蔬菜、瓜果等農(nóng)藥殘留

超標(biāo)，污染嚴(yán)重，同時(shí)給非靶生物帶來傷害，每年造成的農(nóng)藥中毒事件及職業(yè)性中毒病例不

斷增加。同時(shí)，農(nóng)藥廠排出的污水和施入農(nóng)田的農(nóng)藥等乜對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，破壞了生

態(tài)平衡，影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，威脅著人類的身心健康。農(nóng)藥不合理的大量使用紿人類

及生態(tài)環(huán)境造成為r越來越嚴(yán)重的不良后果，農(nóng)藥的污染問題已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。因

此，加強(qiáng)農(nóng)藥的生物降解研究、解決農(nóng)藥對環(huán)境及食物的污染問題，是人類當(dāng)前迫切需要

解決的課題之一。

5.3.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上主要使用的農(nóng)藥類型

當(dāng)前農(nóng)業(yè)上使用的主要有機(jī)化合物農(nóng)藥如表1所示。其中，有些已經(jīng)禁止使用，如六六

六、滴滴涕等有機(jī)氯農(nóng)藥，還有一些正在逐步住手使用，如有機(jī)磷類中的甲胺磷等。

表1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用農(nóng)藥種類簡表

類型農(nóng)藥品種

有機(jī)磷：敵百蟲、甲胺磷、敵敵畏、乙酰甲胺磷、對硫磷、雙硫磷、樂果等

殺蟲劑有機(jī)氮：西維因、速滅威、巴沙、殺蟲瞇等

有機(jī)氯：六六六、滴滴涕、毒殺芬等

殺蛾劑蛾凈、殺蛾特、三氯殺蛾颯、蠅卵防、氯殺、敵蛾丹等

除草劑2,4—D、敵稗、滅草靈、阿特拉津、草甘瞬、毒草胺等

殺菌劑甲基硫化珅、福美雙、火菌丹、敵克松、克瘟散、稻瘟凈、多菌靈、葉枯凈等

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生長調(diào)節(jié)劑矮壯素、茁壯素、增產(chǎn)靈、赤霉素、縮節(jié)胺等

人們發(fā)現(xiàn)，在自然生態(tài)系統(tǒng)中存在著大量的、代謝類型各異的、具有很強(qiáng)適應(yīng)能力的和

能利用各種人工合成有機(jī)農(nóng)藥為碳源、氮源和能源生長的微生物，它們可以通過各種謝途徑

把有機(jī)農(nóng)藥徹底礦化或者降解成無毒的其他成份，為人類去除農(nóng)藥污染和凈化生態(tài)環(huán)境提供

必要的條件。

5.3.2降解農(nóng)藥的微生物類群

土壤中的微生物，包括細(xì)菌、真菌、放線菌和藻類等，它們中有一些具有農(nóng)藥降解功能

的種類。細(xì)菌由于其生化上的多種適應(yīng)能力和容易誘發(fā)突變菌株，從而在農(nóng)藥降解中占有主

要地位。一在土壤、污水及高溫堆肥體系中，對農(nóng)藥分解起主要作用的是細(xì)菌類，這與農(nóng)藥

類型、微生物降解農(nóng)藥的能力和環(huán)境條件等有關(guān)，如在高溫堆肥體系之中，由于高溫階段體

系內(nèi)部溫度較高（大于50C）,存活的主要是耐高溫細(xì)菌，而此階段也是農(nóng)藥降解最快的

時(shí)期。通過微生物的作用，把環(huán)境中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為C02和H2O等無毒無害或者毒性較

小的其他物質(zhì)。通過許多科研工作者的努力，已經(jīng)分離得到了大量的可降解農(nóng)藥的微生物

（見表2）。不同的微生物類群降解農(nóng)藥的機(jī)理、途徑和過程可能不同，下面簡要介紹一下

農(nóng)藥的微生物降解機(jī)理。

5.3.3微生物降解農(nóng)藥的機(jī)理

目前，對于微生物降解農(nóng)藥的研究主要集中于細(xì)菌匕因此對于細(xì)菌代謝農(nóng)藥的機(jī)理研

究得比較清晰。

表2常見農(nóng)藥的降解微生物

農(nóng)藥降解微生物

甲胺磷芽抱桿菌、曲霉、青霉、假單胞桿菌、瓶型酵母

煙曲霉、焦曲霉、葡枝根霉、串珠鐮刀菌、粉紅色鐮刀菌、尖抱鐮刀菌、

阿特拉津（AT）斜臥鐮刀菌、微紫青霉、皺褶青霉、平滑青霉、白腐真菌、菌根真菌、

假單胞菌、紅球菌、諾卡氏菌

幼服3號(hào)真菌

敵殺死產(chǎn)堿桿菌

假單胞菌、無色桿菌、節(jié)桿菌、棒狀桿菌、黃桿菌、生抱食纖維菌屬、

2,4-D

鏈霉菌屬、曲霉菌、諾卡氏菌、

無色桿筐、氣桿菌、芽泡桿菌、梭狀芽抱桿菌、埃希氏菌、假單胞菌、變

DDT形桿菌、鏈球菌、無色桿菌、黃單胞菌、歐文氏菌、巴斯德梭菌、根癌土

填桿菌、產(chǎn)氣氣桿菌、鐮抱霉菌、諾卡氏菌、綠色木霉等

丙體六六六白腐真菌、梭狀芽胞桿菌、埃希氏菌、大腸桿菌、生抱梭菌等

對硫磷大腸桿菌、芽泡桿菌

七氯芽抱桿菌、鐮抱霉菌、小單池菌、諾七氏菌、曲霉菌、根霉菌、鏈球菌

敵百蟲曲霉菌、鐮電霉菌

敵敵畏假單胞菌

狄氏劑芽胞桿菌、假單胞菌

艾氏劑鐮抱霉菌、青霉菌

樂果假單胞菌

2,4,5-T無色桿菌、枝動(dòng)桿菌

細(xì)菌降解農(nóng)藥的本質(zhì)是酶促反應(yīng)，即化合物通過一定的方式進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，然后在各種

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酶的作用下，經(jīng)過一系列的生埋生化反應(yīng)，最終將農(nóng)藥徹底降解或者分解成份子量較小的無

毒或者毒性較小的化合物的過程。如莠去津作為假單胞的ADP菌株的惟一碳源，有3種酶

參預(yù)了降解莠去津的前幾步反應(yīng)。第一種酶是AtzA,催化莠去津水解脫氯的反應(yīng)，得到

無毒的羥基莠去津，此前是莠去津生物降解的關(guān)鍵隨；第二種酶是AtzB,催化羥基莠去

津脫氯氨基反應(yīng)，產(chǎn)生N一異丙基銀尿酰胺；第三種酶是AtzC,催化N—異丙基鼠尿酰

胺生成虱尿酸和異丙胺。最終莠去津被降解為C02和NH3。微生物所產(chǎn)生的酶系，有的是

組成酶系，如門多薩假單胞菌DR—8對甲單豚農(nóng)藥的降解代謝，產(chǎn)生的酣主要分布于細(xì)胞

壁和細(xì)胞膜組分；有的是誘導(dǎo)酶系，如王永杰等得到的有機(jī)磷農(nóng)藥廣譜活性降解菌所產(chǎn)生的

降解酶等。由「降解酶往往比產(chǎn)生該類酶的微生物菌體更能忍受異常環(huán)境條件，酶的降解

效率遠(yuǎn)高于微生物本身，特殊是對低濃度的農(nóng)藥，人們想利用降解酶作為凈化農(nóng)藥污染的

有效手段。但是，降解釀在土壤中容易受非生物變性、土壤吸附等作用而失活，難以長期保

持降解活性，而且酶在土壤中的挪移性差，這都限制了降解酶在實(shí)際中的應(yīng)用。