關鍵詞:難降解廢水;生物強化技術;生物處理

    傳統生物處理技術在難降解廢水中有一定的應用，但都存在很大的局限性，生物強化技術具有針對性強、應用靈活、效率高等特點，在該領域成為研究熱點。

    1生物強化技術

    生物強化技術就是為了提高廢水處理系統的處理能力而向該系統中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質的方法。它通過向自然菌群中投加具有特殊作用的微生物來增加生物量，以強化對某一特定環境或特殊污染物的去除作用。投人的菌種與基質之間的作用主要有直接作用和共代謝作用。

    ①直接作用。即通過馴化、篩選、誘變、基因重組等技術得到一株以目標降解物質為主要碳源和能源的微生物，并將該菌種投入處理系統以去除目的物。目前投加的高效菌株主要是通過質粒育種和基因工程構建。

    a.質粒育種。即將兩種或多種微生物通過細胞結合或融合技術，使供體菌的質粒轉移到受體菌體內，使受體菌保留自身功能質粒，同時獲得供體菌的功能質粒，即培育出具有兩種功能質粒的新品種，這已在環境工程中獲得初步研究成果:Chakrabarty等將嗜油假單胞菌體內有降解辛烷、乙烷、癸烷功能的OCT質粒和抗汞質粒MER同時轉移到對汞(20mg/L)敏感的惡臭假單胞菌體內，使其轉變成能抗50一70mg/L的汞且能高效分解辛烷的解烷抗汞質粒菌。把降解芳烴、菇烴、多環芳烴的質粒轉移到能降解脂烴的假單胞菌體內，結果得到了可同時降解4種烴類的超級菌，它能把原油中約2/3的烴消耗掉。自然菌種要花一年多才能將海上浮油分解完全，而超級細菌只要幾小時就分解完全。將分別含有降解偶氮染料質粒的編號為K24和K,6的兩株假單胞菌通過質粒轉移技術可培育出兼有分解兩種偶氮染料功能的脫色工程菌。Q5T工程菌是將嗜溫的Pseudomonasputdapawl和嗜冷的Q5菌株融合，使前者體內降解甲苯、二甲苯的TOL質粒轉移人Q5菌株體內構建而成，該菌在0℃仍能正常利用濃度為1000mg/L的甲苯作碳源，這對寒冷地區的廢水生物處理很有意義。

    b.利用基因工程構建。基因工程是指在基因水平上的遺傳工程，又叫基因剪接，是用人工方法把所需要的某一供體生物的DNA提取出來，在離體的條件下用限制性內切酶將離體DNA切割成帶有目的基因的DNA片段，每一片段平均長度有幾千個核昔酸，用DNA連接酶把它和質粒(載體)的DNA分子在體外連接成重組DNA分子，然后將重組體導人某一受體細胞中，以便外來的遺傳物質在其中進行復制擴增和表達，而后進行重組體克隆篩選和鑒定，最后對外源基因表達產物進行分離提純，從而獲得新品種。

    現在，利用基因工程獲得了分解多種有毒物質的新型菌種。例如:A.Khan等從P.putdaOV83分離出3一苯兒茶酚雙加氧酶基因，將它與pCP13質粒連接后轉人E.coli中表達。另外，將降解氯化芳香化合物的基因和降解甲基芳香化合物的基因分別切割下來組合在一起構建成工程菌，使它同時具有降解上述兩種物質的功能。McClure用4L曝氣池裝置考察體內含有降解3一氯苯甲酸酪質粒pD10的基因工程菌的存活時間和代謝活性，工程菌濃度為4x106個/L，存活時間達56d以上。此外，還獲得了含有快速降解幾丁質、果膠、纖維二糖、淀粉和竣甲基纖維素等質粒的大腸桿菌。

摘要:詳細介紹了生物強化技術的作用機理以及國內外利用該技術處理難降解廢水的研究與應用現狀。生物強化技術具有針對性強、應用靈活、效率高等優點，在難降解廢水治理領域有著廣泛的應用前景。    

    關鍵詞:難降解廢水;生物強化技術;生物處理

    傳統生物處理技術在難降解廢水中有一定的應用，但都存在很大的局限性，生物強化技術具有針對性強、應用靈活、效率高等特點，在該領域成為研究熱點。

    1生物強化技術

    生物強化技術就是為了提高廢水處理系統的處理能力而向該系統中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質的方法。它通過向自然菌群中投加具有特殊作用的微生物來增加生物量，以強化對某一特定環境或特殊污染物的去除作用。投人的菌種與基質之間的作用主要有直接作用和共代謝作用。

    ①直接作用。即通過馴化、篩選、誘變、基因重組等技術得到一株以目標降解物質為主要碳源和能源的微生物，并將該菌種投入處理系統以去除目的物。目前投加的高效菌株主要是通過質粒育種和基因工程構建。

    a.質粒育種。即將兩種或多種微生物通過細胞結合或融合技術，使供體菌的質粒轉移到受體菌體內，使受體菌保留自身功能質粒，同時獲得供體菌的功能質粒，即培育出具有兩種功能質粒的新品種，這已在環境工程中獲得初步研究成果:Chakrabarty等將嗜油假單胞菌體內有降解辛烷、乙烷、癸烷功能的OCT質粒和抗汞質粒MER同時轉移到對汞(20mg/L)敏感的惡臭假單胞菌體內，使其轉變成能抗50一70mg/L的汞且能高效分解辛烷的解烷抗汞質粒菌。把降解芳烴、菇烴、多環芳烴的質粒轉移到能降解脂烴的假單胞菌體內，結果得到了可同時降解4種烴類的超級菌，它能把原油中約2/3的烴消耗掉。自然菌種要花一年多才能將海上浮油分解完全，而超級細菌只要幾小時就分解完全。將分別含有降解偶氮染料質粒的編號為K24和K,6的兩株假單胞菌通過質粒轉移技術可培育出兼有分解兩種偶氮染料功能的脫色工程菌。Q5T工程菌是將嗜溫的Pseudomonasputdapawl和嗜冷的Q5菌株融合，使前者體內降解甲苯、二甲苯的TOL質粒轉移人Q5菌株體內構建而成，該菌在0℃仍能正常利用濃度為1000mg/L的甲苯作碳源，這對寒冷地區的廢水生物處理很有意義。

    b.利用基因工程構建。基因工程是指在基因水平上的遺傳工程，又叫基因剪接，是用人工方法把所需要的某一供體生物的DNA提取出來，在離體的條件下用限制性內切酶將離體DNA切割成帶有目的基因的DNA片段，每一片段平均長度有幾千個核昔酸，用DNA連接酶把它和質粒(載體)的DNA分子在體外連接成重組DNA分子，然后將重組體導人某一受體細胞中，以便外來的遺傳物質在其中進行復制擴增和表達，而后進行重組體克隆篩選和鑒定，最后對外源基因表達產物進行分離提純，從而獲得新品種。

    現在，利用基因工程獲得了分解多種有毒物質的新型菌種。例如:A.Khan等從P.putdaOV83分離出3一苯兒茶酚雙加氧酶基因，將它與pCP13質粒連接后轉人E.coli中表達。另外，將降解氯化芳香化合物的基因和降解甲基芳香化合物的基因分別切割下來組合在一起構建成工程菌，使它同時具有降解上述兩種物質的功能。McClure用4L曝氣池裝置考察體內含有降解3一氯苯甲酸酪質粒pD10的基因工程菌的存活時間和代謝活性，工程菌濃度為4x106個/L，存活時間達56d以上。此外，還獲得了含有快速降解幾丁質、果膠、纖維二糖、淀粉和竣甲基纖維素等質粒的大腸桿菌。

3結語

    微生物技術與廢水處理技術的融合開辟了一條新途徑—生物強化技術，它具有針對性強、應用靈活、效率高等諸多特點，在難降解廢水治理中應具有廣闊的應用前景。