難降解有機物是指微生物在自然條件下不能將其部分或*降解，或者不能以較快的速度降解的一類物質〔1〕。難降解有機物容易在環(huán)境中大量積累，對環(huán)境造成破壞。

隨著工業(yè)化水平的提高，產(chǎn)生了大量工業(yè)廢水，廢水中包含種類繁多的難降解有機物，例如鹵代有機溶劑、鹵代苯環(huán)類化合物、稠環(huán)芳烴、雜環(huán)化合物以及周杰倫等，這些物質一旦排入水體會對環(huán)境造成*的危害。因此，開展經(jīng)濟有效的難降解有機物處理技術的研究十分必要。

目前利用傳統(tǒng)的化學方法和物理方法去除污染物已經(jīng)難以滿足處理后廢水的達標排放要求，人們越來越多地開始利用生物法來處理難降解有機物，其中微生物的共代謝作用zui為引人關注〔2〕。微生物的共代謝作用不以從降解物質中獲取能量和營養(yǎng)供微生物生長為目標，并且能夠降解多種難降解物質，目前對這類降解方式的研究越來越多〔3〕。筆者對國內(nèi)外學者在研究微生物共代謝作用方面所取得的一系列成果進行了總結，進而揭示了微生物共代謝的微觀機制，為優(yōu)化共代謝的反應條件提供參考。

1 微生物的代謝機制及共代謝的定義
 
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微生物主要通過以下兩種方式來降解物質，一種是在降解過程中，直接將有機物作為生長基質，將部分有機物作為碳源，另一部分有機物則用于合成新的細胞物質； 在好氧環(huán)境中以分子態(tài)氧作為電子受體，在厭氧環(huán)境中，則以硝酸鹽、硫酸鹽、二氧化碳或其他有機物作為電子受體，這種降解方式即為好氧降解和厭氧降解。在此種降解方式下，主要是通過向污染物中添加高濃度純品菌種并進行間歇式培養(yǎng)來對污染物質的降解性能進行研究。

另一種即微生物的共代謝。共代謝是通過提供外加碳源和能源物質，將原本不能或不易被降解的物質代謝降解的現(xiàn)象。1959 年E. R. Leadbetter 等在研究時發(fā)現(xiàn)，甲烷產(chǎn)生菌（P. Methanica） 不能把乙烷直接作為生長基質，但可以將乙烷氧化成乙醇、乙醛，他們將這一現(xiàn)象稱為共氧化現(xiàn)象，并將其定義為在生長基質存在的條件下，微生物對非生長基質的氧化〔4, 5〕。H. L. Jensen 對這種現(xiàn)象進行擴展定義，正式提出了共代謝的概念，認為存在生長基質時，微生物的活性會增強，從而對非生長基質的降解性能也會提高，此時微生物無論是通過氧化作用還是還原作用對非生長基質的降解都是共代謝的作用。共代謝包括存在生長基質時，繁殖細胞對非生長基質的降解作用，以及生長基質被*消耗時，處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)的細胞對非生長基質的轉化〔6〕。

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2 研究共代謝的意義
 
共代謝的核心問題主要有微生物的馴化、誘導產(chǎn)生關鍵酶、生長基質與非生長基質之間的競爭性抑制、非生長基質及降解中間產(chǎn)物對微生物的毒害作用等。其中微生物的選擇、關鍵酶的誘導以及其作用機理、共代謝動力學研究等已引起研究者的廣泛關注〔7, 8〕，因此基于國內(nèi)外的研究情況，對影響共代謝的因素及動力學研究進行了總結和探討。

3 共代謝的影響因素
 
3.1 微生物的選擇和馴化
 
難降解物質可生化降解性差，即使自然界中有種類繁多的微生物，但能通過共代謝作用對其進行降解的微生物在常規(guī)環(huán)境條件下的存在數(shù)量少且活性低，因此尋找并篩選出具有高效降解性能的微生物十分重要〔9, 10〕。

菌種馴化主要是利用微生物可定向馴化的特性來實現(xiàn)，在自然條件下，當某塊土壤受到有機物污染后，在污染物的誘導下，土壤中的微生物會產(chǎn)生分解目標污染物的酶，進而將污染物降解。根據(jù)這一性質，符合條件的細菌會被篩選出來，然后通過在特定條件下的富集和馴化，zui終得到1 種或幾種符合條件的菌種。利用這一特性，B. Boldrin 等〔11, 12, 13, 14, 15〕在被多環(huán)芳烴污染的土壤中，通過人工馴化的方式分離出相關的降解菌。由于被馴化出來的菌種可能不止一種，此時選擇單一菌種還是混合菌種，以及如何選擇混合菌種會產(chǎn)生不同的處理效果。孫永利〔16〕在對馴化得到的4 種能夠降解周杰倫的微生物進行混合研究中發(fā)現(xiàn)，將微生物混合后處理周杰倫，微生物之間會產(chǎn)生一種協(xié)同作用，比僅存在單一微生物可以取得更好的處理效果。韋朝海等〔17〕通過篩選和馴化得到了4 種可以高效降解

硝基苯的微生物，在對降解過程中所產(chǎn)生的生物協(xié)同作用和基質效應進行研究時發(fā)現(xiàn)，同時存在枯草芽孢桿菌和人蒼白桿菌時，它們之間會出現(xiàn)協(xié)同降解現(xiàn)象，相對于單一存在枯草芽孢桿菌，加入人蒼白桿菌后，*降解232.0 mg/L 硝基苯所需要的時間從145 h 減少為85 h；但研究同時發(fā)現(xiàn)，若枯草芽孢桿菌和門多薩假單孢菌同時存在于降解體系，它們之間會出現(xiàn)一定程度的抑制作用，相比于單一菌種，會降低降解的效果。