難降解有機(jī)污染物的共代謝研究進(jìn)展

梅林玲 ，于靜潔 ，張 燕 ，孫力平

（天津城建大學(xué) a.環(huán)境與市政工程學(xué)院；b.天津市水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；c.國(guó)有資產(chǎn)管理處，天津 300384）

人造化合物釋放到環(huán)境中，不僅造成了水和土壤的污染，而且對(duì)人類健康造成了威脅.其中難降解有機(jī)污染物由于缺少合適的酶、內(nèi)源性儲(chǔ)備物或者難降解有機(jī)物難以進(jìn)入微生物細(xì)胞中，導(dǎo)致這些化合物會(huì)在環(huán)境中持久存在[1-2].前兩種情況，可以添加生長(zhǎng)基質(zhì)，即為微生物細(xì)胞生長(zhǎng)和活動(dòng)提供碳源和能源物質(zhì)，在生長(zhǎng)基質(zhì)或目標(biāo)污染物（非生長(zhǎng)基質(zhì)）的誘導(dǎo)下，產(chǎn)生非特異性酶，從而使難降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化或完全礦化，而這一過程被稱為微生物共代謝.最后一種情況，可以增加污染物與微生物細(xì)胞接觸，來提高有機(jī)污染物的去除效果，如被石油烴等污染的土壤的生物修復(fù)過程中，通過添加表面活性劑來增加石油烴等污染物的去除率[3-4].共代謝作為處理難降解有機(jī)污染物的主要技術(shù)之一，已被廣泛地應(yīng)用于各類難降解有機(jī)物（如：多環(huán)芳烴、氯代有機(jī)物、藥品和個(gè)人護(hù)理用品等）和工業(yè)廢水中（如：乳化液廢水、石化廢水、焦化廢水等）.

1 共代謝概念的發(fā)展歷程

1958年，Leadbetter和Foster觀察到甲烷氧化菌可以氧化乙烷，但乙烷不能單獨(dú)作為甲烷氧化菌的碳源和能量來源[5].1959—1960年，Leadbetter和Foster又觀察到，當(dāng)甲烷氧化菌利用甲烷生長(zhǎng)時(shí)，會(huì)將不同的碳?xì)浠衔镅趸赏囱趸a(chǎn)物.如甲烷氧化菌利用甲烷生長(zhǎng)時(shí)，會(huì)同時(shí)以乙烷為共底物，氧化生成乙醇、乙醛和乙酸；也會(huì)同時(shí)以丙烷為共底物，氧化生成丙二醇、丙酸和丙酮.對(duì)兩種碳?xì)浠衔铮ㄒ彝?、丙烷）和同源氧化產(chǎn)物（乙醇、乙醛、乙酸、丙二醇、丙酸和丙酮）進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)共底物和其氧化產(chǎn)物中的任何一種都不能作為甲烷氧化菌生長(zhǎng)的底物[6-7].1962年，F(xiàn)oster在生長(zhǎng)底物存在的前提下，將共底物氧化產(chǎn)生氧化產(chǎn)物的過程稱為“共氧化”[8].1979年，Stirling和Dalton將共代謝定義為在一種可降解的化合物存在下，促進(jìn)不能支持細(xì)胞生長(zhǎng)復(fù)制的化合物轉(zhuǎn)化的過程[9].2000年，張錫輝將共代謝定義為在非特異性酶代謝轉(zhuǎn)化一種基質(zhì)時(shí)，還能夠代謝轉(zhuǎn)化另一種基質(zhì)的現(xiàn)象[10].2010年，Vallero指出生物降解是將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為具有較低復(fù)雜性化合物的過程，生物降解一詞是指“正常生物降解”和共代謝[11].“正常生物降解”是將有機(jī)化合物作為微生物的生長(zhǎng)基質(zhì)的生物降解；共代謝是通過外加生長(zhǎng)基質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)難降解有機(jī)污染物的生物降解.兩者雖然在降解途徑上稍有區(qū)別，但“正常生物降解”和共代謝都是合成代謝和分解代謝的體現(xiàn)[12].

2 共代謝機(jī)理

2.1 作用過程

微生物對(duì)有機(jī)污染物的分解和轉(zhuǎn)化過程實(shí)際上是一系列由酶催化的生化反應(yīng)，而共代謝則是依賴于酶的廣泛特異性.微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解依賴于誘導(dǎo)生成酶和酶活性的維持，因此缺乏相應(yīng)的關(guān)鍵酶或酶的活性受到抑制是某些有機(jī)污染物難以生物降解的根本原因.關(guān)于氯代有機(jī)物的共代謝機(jī)理已被廣泛研究，圖1以氯代有機(jī)物為例，分析了共代謝降解過程中各因素之間的邏輯關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上給出了結(jié)構(gòu)模型圖[13]，來描述共代謝降解的作用機(jī)理.該模型以關(guān)鍵酶為核心，揭示了誘導(dǎo)作用、競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用、毒性抑制、能量供應(yīng)和自我恢復(fù)之間的關(guān)系.共代謝降解有機(jī)物的具體過程為：①生長(zhǎng)基質(zhì)為微生物提供碳源和能源；②誘導(dǎo)產(chǎn)生關(guān)鍵酶.一種觀點(diǎn)認(rèn)為生長(zhǎng)基質(zhì)誘導(dǎo)產(chǎn)生了關(guān)鍵酶，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為非生長(zhǎng)基質(zhì)誘導(dǎo)產(chǎn)生了關(guān)鍵酶，而生長(zhǎng)基質(zhì)的作用是提供能量[13-14]；③生長(zhǎng)基質(zhì)和非生長(zhǎng)基質(zhì)都與關(guān)鍵酶的活性中心相結(jié)合，因此會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)性抑制現(xiàn)象；④生長(zhǎng)基質(zhì)被降解產(chǎn)生能量，用于共代謝、細(xì)胞生長(zhǎng)和維持生命活動(dòng)；⑤非生長(zhǎng)基質(zhì)被轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的中間產(chǎn)物可能對(duì)關(guān)鍵酶有毒性抑制作用；⑥若中間產(chǎn)物對(duì)關(guān)鍵酶產(chǎn)生毒性抑制作用，則微生物會(huì)迅速啟動(dòng)自我恢復(fù)功能.自我恢復(fù)能夠使毒性中間產(chǎn)物分解為無(wú)毒物質(zhì)，或使受抑制的酶被直接修復(fù)，或?qū)⑹芤种频拿阜纸舛硗夂铣尚碌拿竅10].

圖1 氯代有機(jī)物共代謝結(jié)構(gòu)模型圖

2.2 常見的關(guān)鍵酶

共代謝反應(yīng)中主要利用的關(guān)鍵酶是加氧酶，例如甲烷單加氧酶（MMO），甲苯單加氧酶和雙加氧酶，氨單加氧酶和聯(lián)苯加氧酶等[15].已經(jīng)證明甲烷單加氧酶（MMO）具有非常廣泛的特異性，其中MMO有兩種形態(tài)，一種是存在于少數(shù)特定甲烷氧化菌的細(xì)胞質(zhì)中，呈可溶性形態(tài)（sMMO）；另一種是存在于大多數(shù)甲烷氧化菌的細(xì)胞膜上，呈顆粒形式（pMMO）[15].MMO可以氧化超過300種不同的化合物，其中大多數(shù)化合物與甲烷（酶的天然底物）化學(xué)性質(zhì)不同.另外，一些真菌產(chǎn)生的漆酶、錳過氧化物酶和木質(zhì)素過氧酶，能夠使這些真菌廣泛地共代謝難降解有機(jī)污染物.

3 共代謝作用的影響因素

3.1 生長(zhǎng)基質(zhì)的類型

生長(zhǎng)基質(zhì)為微生物提供生命活動(dòng)和代謝過程所需的碳源和能源，關(guān)系著微生物對(duì)難降解有機(jī)污染物的去除效果.關(guān)于生長(zhǎng)基質(zhì)的選擇，一直受到廣泛關(guān)注.共代謝所選的生長(zhǎng)基質(zhì)主要分為3類：①與難降解有機(jī)污染物化學(xué)結(jié)構(gòu)不同且易被生物利用的物質(zhì)，如在降解苯胺黑藥中，在最佳環(huán)境條件下，分別投加葡萄糖、乙酸鈉作為生長(zhǎng)基質(zhì)時(shí)（生長(zhǎng)基質(zhì)與非生長(zhǎng)基質(zhì)的投加比為1∶1），苯胺黑藥的去除率分別從90.2%提高到95.4%和93.2%[16]；②與難降解有機(jī)污染物化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)物或中間代謝產(chǎn)物，如在研究芘的降解中，以芘的中間產(chǎn)物水楊酸、與芘結(jié)構(gòu)相似的菲或葡萄糖為生長(zhǎng)基質(zhì)培養(yǎng)10 d，結(jié)果發(fā)現(xiàn)芘的去除率都從27.55%上升到50.69%[17]；③天然物質(zhì)，如植物根際分泌物、提取物或鋸末等，如在種植綠豆的土壤中，添加根瘤菌劑并種植綠豆實(shí)驗(yàn)60 d，芘的去除率從76.8%～89.2%上升到85.6%～90.4%[18].

3.2 生長(zhǎng)基質(zhì)與非生長(zhǎng)基質(zhì)的投加比

生長(zhǎng)基質(zhì)與非生長(zhǎng)基質(zhì)的投加比也很關(guān)鍵，很多研究表明投加比過低，不利于微生物的生長(zhǎng)和關(guān)鍵酶的產(chǎn)生；投加比過高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，從而降低了去除率.董明等人在苯胺黑藥的生物降解中，分別以蔗糖、乙酸鈉、葡萄糖、淀粉和維生素C作為生長(zhǎng)基質(zhì)來研究不同生長(zhǎng)基質(zhì)的共代謝特性，在生長(zhǎng)基質(zhì)與苯胺黑藥質(zhì)量濃度投加比為 1 ∶1，1 ∶2，1∶3，2∶1，3∶1的情況下，苯胺黑藥的去除率隨投加比先增加后減少，在投加比為2∶1時(shí)，取得最佳去除率82%[19].因此選擇一個(gè)合適的投加比或投加范圍對(duì)難降解有機(jī)污染物的共代謝降解是至關(guān)重要的.

3.3 能量基質(zhì)

能量基質(zhì)是能提供還原力和能量的電子供體，但不能支持細(xì)胞生長(zhǎng)的物質(zhì).難降解有機(jī)污染物的共代謝過程是需能反應(yīng)，需要消耗生長(zhǎng)基質(zhì)代謝所產(chǎn)生的能量，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)能量的消耗[20].當(dāng)能量消耗大時(shí)，即使在有足夠關(guān)鍵酶的情況下，細(xì)胞的內(nèi)能水平也可能抑制降解速率.因此外加能量基質(zhì)可以提高細(xì)胞的內(nèi)能水平，促進(jìn)難降解有機(jī)物降解.與此同時(shí)，如果外加能量基質(zhì)過多，細(xì)胞內(nèi)的所有反應(yīng)都會(huì)加快，微生物細(xì)胞的代謝長(zhǎng)期處于快節(jié)奏中，最終會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞系統(tǒng)崩潰[10].因此，適量的能量基質(zhì)補(bǔ)給可以在一定程度上提高共代謝降解效率.

3.4 電子受體

電子受體的種類對(duì)微生物細(xì)胞的活性和關(guān)鍵酶的產(chǎn)生至關(guān)重要.氧化還原的最終電子受體大致分為3類：溶解氧、有機(jī)代謝中間產(chǎn)物和無(wú)機(jī)酸根.Kiwook Kwon等人分別用甲苯和甲醇作電子供體，用過氧化氫作電子受體，同時(shí)生物降解四氯化碳（CT）和三氯乙烯（TCE），甲苯和TCE的平均去除率超過99.3%，CT的去除率為98.1%[21].李燁等人研究鐵還原環(huán)境下四氯乙烯（PCE）的生物降解，研究中以醋酸為生長(zhǎng)基質(zhì)，硝酸根或硫酸根作為電子受體，研究結(jié)果表明PCE脫氯受抑止，且抑制程度與電子受體的濃度成正比[22].因此選擇合適的電子受體，能夠促進(jìn)微生物生長(zhǎng)和關(guān)鍵酶的活性，從而較好地去除有機(jī)污染物.

3.5 環(huán)境因素

和正常生物降解一樣，溫度、溶解氧、pH是共代謝降解中重要的影響因素.微生物在適宜的溫度下，可以表現(xiàn)出旺盛的生理活動(dòng)和較高的活性；溶解氧的多少?zèng)Q定了產(chǎn)生關(guān)鍵酶的種類，如缺氧條件下一般產(chǎn)生缺氧代謝酶，好氧條件下主要產(chǎn)生單氧化酶和雙氧化酶；在適宜pH范圍內(nèi)，微生物和關(guān)鍵酶都表現(xiàn)出較高的活性.例如，在四溴雙酚的好氧共代謝降解中，范真真等人進(jìn)行了降解條件優(yōu)化，如初始pH=7.2，溫度T=30℃、搖床轉(zhuǎn)速（影響空氣復(fù)氧速率，即影響溶氧濃度）為150 r/min的情況下，以8 g/L葡萄糖為生長(zhǎng)基質(zhì)時(shí)，四溴雙酚的去除率為55.2%；環(huán)境條件優(yōu)化后，即在pH=7，T=35℃，搖床轉(zhuǎn)速為150 r/min的情況下，四溴雙酚去除率上升至95.6%[23].

4 應(yīng)用

采用共代謝方法處理難降解有機(jī)污染物，現(xiàn)研究較廣泛的處理對(duì)象有：多環(huán)芳烴、氯代有機(jī)物、藥品和個(gè)人護(hù)理用品等.

4.1 多環(huán)芳烴（PAHs）

芳香族化合物分為兩類：?jiǎn)苇h(huán)芳烴（MAH）和多環(huán)芳烴（PAHs）.單環(huán)芳烴只有一個(gè)苯環(huán).PAHs具有兩個(gè)或多個(gè)苯環(huán)，主要是石油衍生物，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛.具有2～3個(gè)環(huán)的多環(huán)芳烴被稱為低分子量PAHs，如兩環(huán) PHAs：萘、芴、苊等；三環(huán) PHAs：菲、蒽、熒蒽等.具有4個(gè)或更多個(gè)環(huán)的多環(huán)芳烴稱為高分子量 PAHs，如四環(huán) PAHs：芘、、苯并[b]熒蒽等；五環(huán)PAHs：苯并[a]芘等.

許多微生物可以利用MAH和低分子量PAHs作為唯一碳源，但是可以利用高分子量PAHs作為唯一碳源的微生物很少，故高分子量PAHs不易生物降解.高分子量PAHs難于降解的主要原因，首先是化學(xué)上穩(wěn)定，不易氧化；其次是由于隨著苯環(huán)數(shù)量的增加，分子間相互吸附作用增強(qiáng)，從而導(dǎo)致高分子量PAHs的水溶性和揮發(fā)性急劇降低，最終降低了其生物降解性[24].但是高分子量PHAs可以通過共代謝提高其去除率.如王文靜等用蒼白桿菌來降解芘，以萘為生長(zhǎng)基質(zhì)，萘的去除率為99.9%、芘的去除率為37.5%[25].刁碩等用紅球菌株DYC-1降解芘，分別以225.83 mg/L葡萄糖、112.10 mg/L水楊酸、198.06 mg/L菲作為生長(zhǎng)基質(zhì)，芘的去除率都從27.55%上升到50.69%[17].思顯佩等用假單胞菌DY-1來降解芘，以蔗糖作為生長(zhǎng)基質(zhì)，芘的去除率從79.41%上升到93.33%±2.36%[26].Jun Yuan等人研究深海里的IR58菌株對(duì)PAHs的降解，分別以蒽、熒蒽、菲、芘作為唯一碳源，只有菲能促進(jìn)菌株增長(zhǎng)；對(duì)蒽、熒蒽、菲、芘進(jìn)行混合降解，去除率均大于95%[27].黃興如等用假單胞菌株02173和02830，對(duì)菲、芘單獨(dú)降解時(shí)，去除率分別為100%和48%；混合降解萘、芴、菲、芘，去除率均大于97%[28].李政等用來自假單胞菌屬、不動(dòng)桿菌、節(jié)桿菌屬、紅球菌屬、芽孢桿菌屬和蒼白桿菌屬的石油混合降解菌，對(duì)芴、菲、芘單獨(dú)降解時(shí)，去除率分別為100%，98.93%，65.73%；而對(duì)芴、菲、芘進(jìn)行混合降解，均完全降解[29].具有四環(huán)以上的高分子量PAHs，研究最多的是苯并[a]芘.劉世亮等人，以水楊酸、鄰苯二甲酸、琥珀酸、菲為生長(zhǎng)基質(zhì)，苯并[a]芘的去除率分別從41.5%上升到50%，50%，60%，70%[30].朱婷婷等人以短小芽孢桿菌Bap9為降解菌，將蔗糖、葡萄糖、麥芽糖、可溶性淀粉、醋酸鈉、菲作為生長(zhǎng)基質(zhì)，研究結(jié)果表明：蔗糖、葡萄糖、麥芽糖對(duì)苯并[a]芘的降解均產(chǎn)生抑制；可溶性淀粉促進(jìn)作用不明顯；醋酸鈉和菲都有較好的促進(jìn)作用，使苯并[a]芘的去除率分別從27.3%±3.3%提高到36.1%±4.5%，53.7%±5.4%[31].Francisca等人以白腐真菌A.discolor為降解菌，對(duì)菲、蒽、熒蒽、芘、苯并[a]芘進(jìn)行混合降解，去除率分別為62%，73%，54%，60%，75%[32].Zafra等人以棘孢木霉菌為高效降解菌，對(duì)菲、芘、苯并[a]芘混合降解，去除率分別為74.40%，62.63%，80.94%[33].

4.2 氯代有機(jī)物

氯代有機(jī)物指含氯的脂肪族化合物和含氯的芳香族化合物.在共代謝中，氯代脂肪烴四氯乙烯（PCE），三氯乙烯（TCE）和二氯乙烯（DCE）的生長(zhǎng)基質(zhì)主要有：簡(jiǎn)單的烷烴、芳香烴和易降解有機(jī)物.PCE作為唯一碳源時(shí)難以生物降解，但添加醋酸或甲醇作為生長(zhǎng)基質(zhì)，PCE 去除率可提高至 94.6%，98.0%[22，34].TCE 在厭氧條件下，只能部分降解，并且會(huì)產(chǎn)生有毒的中間產(chǎn)物，所以好氧共代謝是最佳選擇.TCE的好氧共代謝主要通過單加氧酶或者多加氧酶來完成，TCE最終被氧化成環(huán)氧化物，之后再通過脫鹵酶脫氯.在降解TCE 時(shí)，可以采用甲烷[35]、甲苯[36]、氯苯[37]、氯酚[38]、苯酚[39-40]、汽油[41]作為生長(zhǎng)基質(zhì)，以上這些物質(zhì)對(duì)TCE的降解均有一定的促進(jìn)作用，其中甲烷與苯酚的促進(jìn)效果最好，可使TCE去除率達(dá)到79%，90%～95%.在DCE的共代謝研究中，分別以紅球菌屬[37]、菌株DBTS[42]為降解菌，以苯作為生長(zhǎng)基質(zhì)，可使DCE的去除率達(dá)到80%以上.

氯化芳烴由單芳族和多芳族衍生物組成.主要的單芳族污染物是氯酚、氯苯和氯苯甲酸鹽；主要的多芳族衍生物是多氯聯(lián)苯（PCBs）.降解4-氯酚時(shí)，以乙酸鈉[43]、苯酚[44]、苯酚+葡萄糖[45]為生長(zhǎng)基質(zhì)，4-氯酚均能完全降解.降解2-氯酚時(shí)，以葡萄糖作為生長(zhǎng)基質(zhì)，2-氯酚去除率達(dá)到92.6%[46].五氯酚的降解中，分別以乙酸鈉[47]、海藻糖[48]做為生長(zhǎng)基質(zhì)，五氯酚均能完全降解，其共代謝降解過程與正常降解過程一樣，在厭氧條件下多次脫氯轉(zhuǎn)化成易降解的苯酚.王琪等人分別以乙酸+硫酸亞鐵、乙酸、葡萄糖、乙酸+氯化鐵、氯化鐵、硫酸亞鐵為生長(zhǎng)基質(zhì)，研究了六氯苯的共代謝降解，結(jié)果表明，6種生長(zhǎng)基質(zhì)對(duì)六氯苯的降解皆有促進(jìn)作用，其中乙酸+硫酸亞鐵的促進(jìn)作用最大，六氯苯的去除率為62.72%[49].齊云等人，以紅平紅球菌為降解菌，以葡萄糖為生長(zhǎng)基，結(jié)果使原本不降解的二氯苯甲酸鹽，去除率提高到28%[50].在多氯聯(lián)苯的共代謝研究中，研究較多的是三氯聯(lián)苯和四氯聯(lián)苯.李方卉等人在三氯聯(lián)苯的降解中，以苜蓿中華根瘤菌SL1作為降解菌，分別以檸檬烯、蔗糖、甘露醇、葡萄糖、香芹酮、聯(lián)苯為生長(zhǎng)基質(zhì)，研究結(jié)果表明蔗糖、葡萄糖、聯(lián)苯均對(duì)三氯聯(lián)苯的降解有抑制作用；檸檬烯、甘露醇、香芹酮均有促進(jìn)作用，其中檸檬烯的促進(jìn)作用最佳，可使三氯聯(lián)苯的去除率從54.8%上升到89.4%[51].蔡慧等人在四氯聯(lián)苯的降解中，以銅綠假單胞菌為降解菌，并以聯(lián)苯、鄰苯二酸鉀、苯酸鉀為生長(zhǎng)基質(zhì)，結(jié)果表明苯甲酸對(duì)四氯聯(lián)苯的降解有抑制作用，聯(lián)苯的促進(jìn)效果最佳，使四氯聯(lián)苯的去除率從49.6%上升到58.5%[52].

4.3 藥品和個(gè)人護(hù)理用品（PPCPs）

藥品和個(gè)人護(hù)理用品（PPCPs）應(yīng)用廣泛，并且污水處理廠常規(guī)的生物處理難以將其去除.因此可以通過共代謝來增加PPCPs的去除率.吳凡等人研究了碘普羅胺的降解，以硝化細(xì)菌為降解菌，分別以葡萄糖、可溶性淀粉、麥芽糖為生長(zhǎng)基質(zhì)，結(jié)果表明葡萄糖為最佳生長(zhǎng)基質(zhì)，碘普羅去除率為60.3%[53]；而LIU等研究在假單胞菌I-24存在的情況下，以葡萄糖、淀粉、酵母、蛋白胨為生長(zhǎng)基質(zhì)，結(jié)果表明淀粉為生長(zhǎng)基質(zhì)時(shí)，酶的活性最高，碘普羅胺去除率為99%[54].Popa等人以鏈霉菌株為降解菌，以葡萄糖為生長(zhǎng)基質(zhì)，使卡馬西平的去除率達(dá)到了35%[55]；Santos等人在以葡萄糖為生長(zhǎng)基質(zhì)的情況下，使木質(zhì)素真菌產(chǎn)生了木質(zhì)素過氧酶、錳過氧酶、漆酶，其中木質(zhì)素過氧酶占主導(dǎo)地位，最終使卡馬西平的去除率達(dá)到了47%[56]；Golan等人以白腐真菌為降解菌，分別以葡萄糖+蛋白胨、木質(zhì)素為生長(zhǎng)基質(zhì)，結(jié)果木質(zhì)素對(duì)卡馬西平降解效果最佳，卡馬西平去除率可達(dá)99%，并且中間產(chǎn)物也得到了很好的降解[57].王興戩等人分別以葡萄糖、蔗糖、淀粉為生長(zhǎng)基質(zhì)，分別降解β－內(nèi)酰胺類抗生素如：頭孢曲松鈉、氨芐西林鈉、頭孢哌酮鈉、阿莫西林，結(jié)果表明在葡萄糖和目標(biāo)污染物的質(zhì)量比為1∶8時(shí)，β－內(nèi)酰胺類抗生素降解效果最佳，其中頭孢哌酮鈉的去除率從43%上升到80%[58].趙聯(lián)芳等人，研究外加碳源對(duì)人工濕地處理四環(huán)素、土霉素、金霉素的影響，分別以葡萄糖、乙酸鈉為生長(zhǎng)基質(zhì)，對(duì)3種有機(jī)污染物的最高去除率皆為90%以上[59].付泊明等人以諾氟沙星結(jié)構(gòu)中所包含的哌嗪作為生長(zhǎng)基質(zhì)，最佳環(huán)境條件為pH=7，T=30℃，哌嗪與諾氟沙星質(zhì)量濃度比為5∶1，諾氟沙星的去除率從10%上升到92.6%，并使諾氟沙星中的哌嗪完全降解[60].

4.4 實(shí)際應(yīng)用

共代謝處理難降解有機(jī)污染物的實(shí)際應(yīng)用中，常以生活污水來代替單一生長(zhǎng)基質(zhì)，不僅處理效果好，還大大降低了處理成本.如乳化液廢水處理中，采用隔油預(yù)處理+二級(jí)氣浮破乳+水解酸化+高效好氧共代謝（用泵打入生活污水），使COD從18 672 mg/L降至288 mg/L，去除率為98.45%；石油類從3 658 mg/L降到6 mg/L，去除率為99.83%，取得了較好的處理效果，且出水水質(zhì)穩(wěn)定[61].焦化廢水處理中，采用A/O2法，用生活污水作為生長(zhǎng)基質(zhì)，處理效果好，成本低[62].石化廢水的深度處理中，采用SBR工藝，用生活污水作為生長(zhǎng)基質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了石化廢水的深度處理、生活污水的同步處理和剩余污泥的減量[63].

5 結(jié)語(yǔ)

不同難降解有機(jī)污染物的高效菌種不同，如：碘普羅胺的高效菌種是假單胞菌，卡馬西平的高效菌種是真菌.不同菌種所對(duì)應(yīng)的最佳生長(zhǎng)基質(zhì)也不同：如碘普羅胺的兩種降解菌分別為硝化細(xì)菌和假單胞菌I-24，所對(duì)應(yīng)的最佳生長(zhǎng)基質(zhì)分別為葡萄糖和淀粉.

現(xiàn)階段關(guān)于共代謝的研究，主要是對(duì)單一難降解有機(jī)污染物進(jìn)行優(yōu)勢(shì)菌種的篩選、最佳生長(zhǎng)基質(zhì)的選擇、環(huán)境條件的優(yōu)化以及共代謝降解機(jī)理的探討，然而實(shí)際廢水中的有機(jī)污染物種類繁多，所以對(duì)于含難降解有機(jī)污染物的綜合廢水優(yōu)勢(shì)菌種的篩選、最佳生長(zhǎng)基質(zhì)的選擇及共代謝降解機(jī)理的研究有待于深入進(jìn)行.