不产氧光合细菌在环境生物修复中的应用

孟 溪

（中冶华天工程技术有限公司 江苏南京 210019）

引言

环境生物修复是一种用于治理污染水体、土壤的技术方法，主要是通过生物或其产物，降解环境体系中的污染物变成生物气（甲烷、CO2）和水或转化成其他无害物质。与传统的物理、化学修复方法相比，生物修复具有诸多优点，操作简便，环境影响小，费用低廉，遗留问题少，最大限度地降低污染物，为公众所接受，法规所鼓励。针对不同的污染物，多种微生物具有高效的降解能力，可用于生物修复工程。不产氧光合细菌因其独特的代谢类型，已成功用于工业及农业活动污染的治理[1]。

1 不产氧光合细菌的概述

不产氧光合细菌（Anoxygenic photosynthetic bacteria）是一个代谢独特的原核生物类群，依靠光能进行自身的新陈代谢，同化二氧化碳、氮类化合物以及其他物质。它们广泛分布于土壤、江河湖泊、稻田以及活性污泥等生态系统中。不产氧光合细菌类群可利用特殊的光合色素在有光照厌氧的环境下进行光合自养代谢，吸收还原硫化物，在好氧黑暗条件下又可同化氧化有机物作为能量来源。紫色硫细菌（Purple sulphur bacteria，PSB）和紫色非硫细菌（Purple non-sulphur bacteria，PNSB）是不产氧光合细菌中的主要类群，可将硫化物氧化生成单质硫[2]。不产氧光合细菌能够利用多种有机物作为底物，合成多种酶类、蛋白质、抗病毒物质，使得它们在生物修复过程中具有多种优势。目前已有研究报道，不产氧光合细菌已成功应用于工业及农业活动污染的环境生物修复。

2 工业污染修复中的应用

工业污水中含有大量复杂的有机、无机污染物，过量排放会造成生态系统的破坏，危害水体及土壤。不产氧光合细菌多样的代谢类型，已报道可处理多种不同的工业废水中的污染物。红细菌属Rhodobacter sphaeroides可使制药废水中的COD降低50%以上，对酿造废水处理可降低80%的COD。光合细菌中的Rubrivivas gelatinous SS51和SY40菌株也使得乳胶生产废水中的污染物浓度降低了50%以上。除了有机污染物的削减，不产氧光合细菌对于总氮，总磷也有着较高的降解率。在一农场废水厌氧处理体系中，Rhodobacter sphaeroides投加7天后，可使得磷酸盐和COD浓度降低10%和82%，结合多孔陶瓷载体的固定化处理，可有效削减废水中的污染物达80%以上[3]。以上研究表明，光合细菌在多种工业废水处理中均有较好的处理效果。

3 农业污染修复中的应用

农药的应用促进了农业的发展，保障了农作物产品品质并提高了产量，农药已成为现代农业的必需品。然而农药残留具有较大毒性，对土壤使用及人类健康造成危害。光合细菌的某些菌株已被证实，具有降解多种除草剂或杀虫剂的功能，如苄嘧磺隆、烟嘧磺隆、呋喃丹以及甲氰菊酯[4,5]。渔业养殖过程中由于饲养密度过高或者饵料过量会带来的水体富营养化，影响环境美观及渔业产量，光合细菌也已成功用于渔业水质治理。在其他的养殖废水研究中，紫色非硫细菌类群中的R.palustris被发现可以有效去除污水中的COD和磷酸盐以及其他难闻的有机物。Do等人也发现一株红色菌属Rhodobacter sp.可以利用多种有机物进行生长繁殖，使得有机污染物降解率高达80-93%以上。不产氧光合细菌可以在相对厌氧的环境下快速降解废水中的有机质，降低对生态环境的危害。

结语

不产氧光合细菌具有多种代谢途径及较强的适应性，可分解环境中多种有机物以及氮磷等化合物，适用于工业及农业不同污染的生物修复，实现水体及土壤环境恢复的目标。随着我国在环境保护领域的不断发展及治理需求扩大，环境生物修复必将成为重要的技术手段被深入研究并加以应用。