微生物降解有机污染物的优越条件

三、微生物降解有机污染物的优越条件

微生物在降解有机污染物方面在形态结构、生长繁殖、生态分布、生理功能、遗传潜能群落组成、迁移能力诸方面具有巨大的优势，这些保证了微生物对有机污染物降解的巨大潜力。

1.体积小，比表面积大

微生物在形态结构上具有个体微小(small size)、高比表面积(high specific surface area)的特点。这一特点使微生物能与环境介质及其中的环境污染物密切接触，使微生物能进入所有存在环境污染物的位置，并有助于环境污染物扩散到细胞内，有助于微生物对环境污染物的降解。

2.生长繁殖快

微生物在生长繁殖上具有潜在的高生长速率(potentially rapid growth rate)的特点。微生物在不同条件下的繁殖速度差异极大，高速生长时18分钟可以分裂一次，而慢时繁殖一次则需要数月以至更长。这样在大量有机污染物存在时，微生物能以较快的生长速率生长，并可达到较高的生物量浓度，从而为处理高浓度污水，废弃物，修复污染环境创造条件。

3.分布广泛

微生物在生态环境中无处不在的生态分布(ubiquitous distribution)是微生物净化环境的最大优势。微生物在自然的生态环境中分布极为广泛，江河湖海、土壤矿层、大气上层以及人体、动植物几乎无处不有微生物的存在。甚至在高等生物及其他生物不能生存的极端环境下也有微生物的存在。微生物的这一特点为利用微生物消除污染物，净化污染环境提供了良好条件。很多难降解的环境污染物由于长时间存留在环境中，因而可以随大气、水流而传播到离使用地点很远的地方。有研究表明南极冰雪中存在DDT，那里也同样存在相当数量的微生物，那里的DDT因而也被降解。

4.代谢多样性

微生物在生理功能上具有代谢多样性和高代谢活性潜力(potentially high rate ofmetabolic activity)特点，这些特点使微生物在环境污染物面前表现出极高的生理活性。微生物代谢多样性表现为多样降解酶、多样降解途径和对污染物的多样利用方式。微生物在适应自然有机物的过程中进化出非常多样的降解酶，既有胞内酶又有胞外酶，既有降解利用小分子化合物的酶，也有分解大分子的酶，微生物的所有的酶都不同程度地介入环境污染物的降解过程。六大酶类都可以发挥作用，氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、合成酶类都出现在降解过程中。有的是结构酶，有的是组成酶。微生物在降解有机物的过程中还表现出多样的特点，不同的微生物种类，甚至不同的菌株对同一有机物可以有不同的代谢途径，甚至在不同条件下同一菌株也可有不同的代谢途径。微生物对环境污染物还表现出不同的利用方式，有的作为唯一碳源及能源;有的是共代谢，不从降解过程中得到能源。此外微生物在营养丰富，环境条件适宜的条件下具有极高的代谢活性，其利用和合成有机物的以体积计的代谢活性要比其他动植物高出千万倍。微生物灵活多样的生理特征使微生物面对多样的污染物而能做出不同的生理反应。

5.易变异，适应能力强

微生物具有遗传方面的变异，适应能力强的特点，为微生物进化出对新的环境污染物的降解能力提供了良好条件。没有任何生物的变异能力比得上微生物，可以很容易得到微生物抗性菌株、缺陷型菌株，而且微生物的遗传背景是研究得最清楚的。微生物的自发突变、诱发突变易于发生，遗传重组的途径多样，这为微生物从遗传信息角度适应异质的污染环境和污染物的选择提供了基础，此外微生物还有丰富的降解遗传信息，除染色体(细菌为似核)编码降解酶外，核外遗传物质——质粒也可以在降解中起重要作用。

6.种类多，数量大

微生物在群落结构上具有种类繁多，数量庞大的特点，这种特点为微生物降解各种各样的污染物提供了物质基础。种类繁多，数量庞大的微生物群落使其能经受得起各种环境压力，即使在几乎灭绝的条件下仍有少数能生存下来，适应新的环境而能生长繁殖下来能对污染物进行降解，另一方面庞大群体可以保证即使在极低的突变率时也有一定数量个体发生突变，并且由于环境的选择而使这种有利于降解的突变保存并逐步发展起来。

7.微生物的迁移能力

微生物在生态环境中的迁移可以通过主动运动和被动迁移而获得。这种迁移可以使降解菌从一个地方迁移到另一个地方，使它们到达被污染环境。在生物修复中使外源降解菌迁移到作用位点是提高生物修复能力的重要问题。