影响污染物降解的生物因素可以大体从三方面分析下:
生物降解有机物的难易程度与有机物的结构特征有很大的关系。
首先,有机物生物降解的机理是:
1、水中溶解的有机物能否扩散穿过细胞壁,是由分子的大小和溶解度决定的。目前认为低于12个碳原子的分子一般可以进入细胞。至于有机物分子的溶解度则由亲水基和疏水基决定的,当亲水基比疏水基占优势时,其溶解度就大。
2、不溶于水的有机质,其疏水基比亲水基占优势,代谢反应只限于生物能接触的水和烃的界面处。尾端的疏水基溶进细胞的脂肪部分并进行β-氧化。有机物以这种形式从水和烃的界面处被逐步拉入细胞中并被代谢。微生物和不溶的有机物之间的有限接触面,妨碍了不溶解化合物的代谢速度。
3、有机物分子中碳支链对代谢作用有一定影响。一般情况下,碳支链能够阻碍微生物代谢的速度,如正碳化合物比仲碳化合物容易被微生物代谢,叔碳化合物则不易被微生物代谢。这是因为微生物自身的酶须适应链的结构,在其分子支链处裂解,其中简单的分子先被代谢。
共代谢过程不但提出了一种新的代谢现象 ,而且已被作为一种生化技术在芳香族化合物生物解研究中得到应用。G ihon等以共代谢为手段 ,分离和确定了卤代苯和对氯甲苯的假单胞菌的氧化产物 ,这有助于研究氧进入芳香环的机制。Focht和Alexander等应用共代谢技术建立了 DDT的环断裂机制。
Horvath 利用共代谢反应步骤少的优点 ,分别确定了 2 ,3 ,6 — 三氯苯甲酸降解过程中所含的氧化、 脱氢和脱卤反应 ,从而发现了无色杆菌代谢2 ,3 ,6 — 三氯苯甲酸的途径。Hanne、 Jaakko、 Woods、 Mary 等利用厌氧反应器中存在共代谢的原理 ,通过添加初级基质来处理含氯酚的废水 ,使氯酚这种有毒的 “难降解物质” 得到生物净化。
现代的环境污染迫切需要人们更充分地利用微生物的降解活性 ,不幸的是有些化合物含有高度抗酶分解的结构元素或取代基。尽管环境微生物具有逐渐进化、 适应的功能 ,但酶催化途径的自然进化需要多种基因成分的改变 ,速度很慢 ,不能适应现代环境保护的要求。通过共代谢等各种生物技术的应用 ,在搞清微生物降解环境污染物的能力和途径的基础上 ,应用现代基因工程技术 ,扩展微生物酶对基质的专一性和代谢途径 ,更有效地处理和降解各种污染物 ,更好地保护环境。
生物降解是微生物对物质特别是环境污染物的分解作用。它和传统的分解在本质上是一样的,但又有分解作用所没有的新的特征(如代谢,降解等),因此可视为分解作用的扩展和延伸。
从生物降解的定义我们可以明白,微生物的生长对生物降解有着至关重要的作用。影响微生物生长的因素重要的是营养条件、温度、PH值、需氧量、有毒物质,土壤湿度、盐度及吸附作用和沉积物污染物被其他物质所吸附形成络和物。