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| 微生物對污染物降解的生態(tài)毒理學效應 | |||||||||||
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微生物對污染物降解的生態(tài)毒理學效應主要表示為去毒效應和激活效應兩方面，從這點說。去毒效應和激活效應是相對的同一個反應對這種生物是去毒，對另一種生物有可能就是激活。
許多都可被微生物氧化降解，進入環(huán)境中的污染物質(zhì)。使污染物質(zhì)的濃度逐漸下降，甚至被微生物轉(zhuǎn)化形成無機物，使被污染的環(huán)境得以改善，直至恢復到原來的本底狀態(tài)。微生物對環(huán)境污染物質(zhì)的作用是多方面的包括降解作用，共代謝作用、去毒作用和激活作用。
微生物經(jīng)常與天然合成的有機物接觸，漫長的生物進化過程中。這些物質(zhì)能誘導微生物發(fā)生出分解它酶，可將這些物質(zhì)降解。微生物分解這些物質(zhì)的過程中，可利用其作為生物氧化的基質(zhì)，發(fā)生供一切生命活動所需要的ATP形式的能量，并在好氧條件下將有機污染物完全氧化為CO2和H2O分解過程發(fā)生的小分子中間代謝產(chǎn)物還可用于細胞物質(zhì)的合成，以供細胞生長繁殖。降解環(huán)境污染物質(zhì)的微生物多種多樣，包括細菌、真菌、藻類和原生動物。細菌種類繁多，降解有機污染物的主力軍。
會隨同著一種非生長基質(zhì)的不完全轉(zhuǎn)化，微生物在可用作碳源和能源的基質(zhì)上生長時。這種轉(zhuǎn)化作用是只有在初級能源物質(zhì)存在時才能進行的其他有機化合物的生物降解過程，并且不能將提供的基質(zhì)作為自身生物合成的能源和養(yǎng)分，這種現(xiàn)象被定義為共氧化作用或共代謝作用。共代謝過程中，非事長基質(zhì)有機物雖然可被微生物降解，但微生物不能從基質(zhì)的氧化代謝中獲取足夠能量，也不能從基質(zhì)分子獲得碳、氮、硫或磷營養(yǎng)。共代謝產(chǎn)物是分解該物質(zhì)微生物的終死產(chǎn)物，不能被其進一步代謝。但在復雜的微生物群落中，終死產(chǎn)物可能被另外的微生物種群代謝或利用?；旌暇曜饔孟拢梢员煌耆V化。微生物的共代謝作用對于難降解污染物的完全分解起著重要的作用。例如，甲烷氧化菌產(chǎn)生的單加氧酶是一種非特異性酶，町以通過共代謝降解多種污染物，包括對人體健康有嚴重威脅的三氯乙烯和多氯聯(lián)苯等。
可富集共代謝微生物共代謝作用以及利用不同底物的微生物的合作轉(zhuǎn)化，給微生物生態(tài)系添加可支持微生物生長的化學結(jié)構(gòu)與污染物類似的物質(zhì)。最終將一些難降解的頑固性化合物完全分解。環(huán)境中難降解的頑固性化合物的主要來源是石油烴以及人工合成的多氯聯(lián)苯、去垢劑、塑料和農(nóng)藥等。
有許多化學品可在共代謝微生物存在培養(yǎng)物中進行共代謝。進行共代謝反應的細菌有假單胞菌屬、不動桿菌屬、諾卡菌屬、芽孢桿菌屬、分枝桿菌屬、甲基彎曲菌屬和節(jié)桿菌屬等，許多微生物都有共代謝能力。真菌有青霉屬和絲核菌屬(Rhizoctonia等。
污染物的分了結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，由于微生物在污染物轉(zhuǎn)化中的重要作用。從而會降低或去除對人、動物、植物和微生物等敏感物種的有害性。微生物的這種作用被稱為去毒作用。通常具有去毒能力的微生物是細胞內(nèi)酶的作用下完成將活性分子轉(zhuǎn)化為無毒產(chǎn)物的去毒作用的形成的產(chǎn)物可被直接分泌到細胞外，或進入微生物的正常代謝，或被細胞的氧化作用完全氧化為CO2釋放進去。
微生物中藻類、原生動物、真菌、細菌等多數(shù)種類能通過對污染物的分解作用，污染物的凈化中。使毒物的毒性降低或消失。微生物對污染物的去毒作用通過微生物對該物的水解作用、羥基化作用、脫鹵作用、去甲基或烷基作用、甲基化作用、硝基還原作用、去氨基作用、醚鍵斷裂、腈轉(zhuǎn)化為酰胺、軛合作用等實現(xiàn)。
這種過程被稱為微生物對污染物質(zhì)的激活作用。微生物對污染物質(zhì)的激活作用發(fā)生以前不存在污染物，有時微生物的生物學作用可將無害的前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化形成有毒物質(zhì)。結(jié)果是生物合成了致癌物、致畸物、致變物質(zhì)、神經(jīng)毒素、植物毒素、殺蟲劑和殺菌劑。而且激活的產(chǎn)物有時會改變遷移性，更容易或不容易遷移。激活的產(chǎn)物可能是短暫的能被迅速礦化，也可能繼續(xù)很長時間，引起環(huán)境問題。
自然環(huán)境在沒有或只受到有限的人為活動所造成污染時，能自動地維持生態(tài)平衡，環(huán)境潔凈，各種生物和諧生存，繁衍生息。但隨著人類生產(chǎn)、生活領域及其規(guī)模的不斷擴大，特別是包括煤炭和石油等礦物能源及生物外源性有毒、有害物質(zhì)，生物難降解化學品的廣泛開發(fā)和利用，排放的污染物數(shù)量突破了自然環(huán)境所固有的自凈負荷，給自然環(huán)境造成了越來越嚴重的污染。環(huán)境污染的惡化不僅給經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展帶來滯后性，而且直接影響到人類的健康、穩(wěn)定的生活。因此，環(huán)境問題日益引起了人類的高度重視。微生物作為生物界的主要降解類群，在水體污染、固體廢棄物污染、重金屬污染、化合物污染、石油及大氣污染等治理過程中，均取得顯著效果且不易造成二次污染微生物細胞相對表面積大，代謝旺盛，繁殖能力與適應能力強，可以分解大部分污染物。
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