生态工程领域微生物菌剂研究进展Word文档格式.docx

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application，butfewofthecurrentresearcheswasrelatedtothemoleculesofmechanism，whichwasdemonstratedthehttp:

//www．ecologica．cn

mutualinteractionofdifferentmicrobialstrains．Infutureresearches，theinternaldegradationandsynergisticreaction

shouldbedeveloped，andthedetailaffectingobjectivesindifferenthabitatofmicrobialagentsshouldbedetermined．When

thesynergisticandanticatalysticmechanismsofcomplexmicrobialagentswereclearlydemonstratedintheaspectsof

microbialphysiologyandmetabolism，thetechnologyofmixedcultivationcouldbepromoted，andtheselectionofmicrobial

agentsgroupscouldoptimized，andthedegradingfunctionsofmicrobialagentscouldbebestdeveloped．Inthefuture，

peoplewillpaymoreattentiontothequalityofenvironment，thesafeandefficientmicrobialagentswillincreasinglybe

welcomed．Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology，microbialmixedculturetechniquesandthe

efficiencyofmicrobialagentswillkeepimproving，andtherangeofapplicationwillmoreandmoreextensive．Maybeitcan

becomeakindofdailynecessitiesandreplacesomecleaningproductsweusenow，whichcanlargelyreduceenvironmental

pollution．

KeyWords:

microbialagents;

mixedculture;

lacticacidbacteria;

yeast;

photosyntheticbacteria;

bacillus

微生物菌剂尤其是由多种微生物组成的复合微生物菌剂的研究和应用是近年来发展起来的应用微生物

学的一个重要内容。

将几种具有不同降解功能和具有互生或共生关系的微生物以适当的比例进行组合或混

合培养所配制的复合微生物菌剂应用于种植、养殖、环保等方面，可以调节生态平衡，保护生态环境，目前已逐

步应用于各种生态工程领域，并取得了良好的效果，特别是在污染物处理方面，其显著优势已得到了广泛认

可，越来越多的人开始致力于微生物菌剂的研究和开发。

随着环境问题不断恶化以及近年来各种生物技术飞

速发展，在生态工程领域利用微生物解决环境污染问题具有巨大的发展潜力。

此外，微生物菌剂使用方便，经

济安全，其开发和利用的市场前景十分广阔。

1微生物菌剂的研究进展及应用范围

自20世纪70年代以来，欧、美、日本等国家或地区都相继研制成功了一些复合菌剂，很多已经开始进行

大规模的生产，并形成了系列化的产品，主要用于处理生活污水，工农业废水以及其他一些化合物污染的治

理

［1］

。

其中由日本琉球大学比嘉照夫教授于20世纪80年代初期研制的EM（有效微生物群）菌剂是最成功

的，已经在90多个国家广泛用于种植业、养殖业及环境净化方面，产生了显著的经济、生态和社会效益

［2-3］

由于微生物菌剂在一些发达国家研究和推广得较早，相关技术也较成熟，所以目前在发达国家的应用也更普

遍。

现在EM技术在我国主要用于养殖业和种植业，在环保方面的应用还处于相对滞后阶段

［4］

近年来，国

外有关微生物菌剂的报道较少，也没有再出现像EM那样在全世界都引起很大效应的菌剂。

我国是从20世纪80年代才开始微生物菌剂的相关研究，从理论到实践，从单一菌种的利用到多个菌种

的混合应用，相继取得了一些成果。

如:

我国已研制出功效显著且具有完全自主知识产权的“神威”微生态制

剂，经过全国多地的实际应用，取得了良好的经济、社会和生态效应，在畜牧、水产养殖及垃圾、污水、粪便处理

等方面都开始了广泛应用

［5］

;

由北京沃土天地生物科技有限公司和中国农业大学资源与环境技术中心联合

研制的VT系列复合微生物菌剂，能有效改善养殖水体水质条件，对养殖场、垃圾场、污水处理厂等的除臭均

有明显效果;

中国科学院成都生物研究所针对重金属工业废水和高浓度有机工业废水处理的技术难题，从自

然界分离、纯化出多种功能性菌株，在深入研究其生理生化特点和生态功能的基础上，筛选、优化组配成具有

去除重金属离子和去除高浓度有机物的两种环保生物菌剂，此外还开发出了一种处理炼油废水的微生物菌

剂，并已申请了专利。

最近几年，国内有很多关于复合菌剂研制的报道，主要利用微生物净化环境，在除臭、水质净化等方面表

现良好。

罗永华等

［6］

利用从垃圾填埋场附近的土壤中筛选出来的菌株制成了微生物除臭剂，它对氨气、硫化

氢、总烃、臭气浓度的去除率分别可达到83．3%、80．7%、62．5%、86．8%;

施安辉等

［7］

利用从水产养殖的优良

水质中分离得到的优势菌种研制出水质净化剂，将其用于淡水鱼养殖池中，对降低水体中的COD，NH

-N，亚

硝酸盐等起到了理想的效果。

但这些大都还处于试验研究与初步应用水平，还没有广泛应用于实际。

6288生态学报31卷http:

2菌种的选育方法

根据需要直接选用具有相应降解功能的菌种，再按一定比例混合是配制微生物菌剂最常用的方法。

选育

菌种最简单的方法是从自然环境中筛选出有效的菌株，再配制复合菌剂，用于相应的污染场所的治理

［8-10］

随着生物学技术的发展，人们可以通过基因工程技术或原生质体融合等手段来构建或改造一些高效降解菌。

Chen等

［11］

的研究表明，利用原生质体融合得到的子代细胞降解脱氢双香草醛的能力比亲株提高了2—4倍。

Friello等

［12］］

通过质粒转导技术将降解不同污染物的质粒转移到同一个菌株中，构建出能同时降解芳烃、萜

烃、多环芳烃和脂肪烃等石油组分的菌株。

Mondello等

［13］

采用定点基因突变技术修改多氯联苯降解菌株的

联苯双加氧酶的序列，显著提高了降解菌株的底物范围和活性。

3环保微生物菌剂中常用的有效菌

目前，国内外研制成功的微生物菌剂以及有关微生物菌剂的研究报道中使用最多的菌种主要是乳酸菌、

酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌等。

3．1乳酸菌

从一些商品化的微生物菌剂成分和相关的文献报道中，可以了解到用于环保方面的复合微生物菌剂中大

部分都添加了乳酸菌，但是单独利用乳酸菌降解污染物的报道较少。

研究证明乳酸菌能有效降解环境中的亚

硝酸盐成分，Oh等

［14］

研究了从泡菜中分离出的4株乳酸菌在不同温度下对亚硝酸盐的降解，结果表明随着

温度升高降解的效果较好，在30℃和36℃时降解率超过90．0%。

李卓佳等

［15］

的试验结果显示乳酸杆菌LH

能使养殖废水和饲料中的NO

-N、PO

-P、NO

-N明显降低，对COD影响不大，却使NH

-N浓度升高，提出乳酸

菌应该与其它降解菌联用才能对水质净化起到较好效果。

乳酸菌发酵产生的乳酸有很强的杀菌能力，能有效抑制一些有害微生物的繁殖，加剧有机物的腐烂分解，

还能促进木质素、纤维素等难分解的有机物的分解。

研究人员依据乳酸菌的这些特点将其作为青贮接种菌应

用到饲料青贮中，抑制不利于青贮发酵的微生物的生长，减少营养物质的损失，促进多糖与粗纤维的转化，从

而有效提高青贮饲料的质量和生产性能。

乳酸菌在青贮技术中的应用近几十年来一直都是国内外研究的

热点

［16］

3．2酵母菌

Yoshizawa

［17-18］

分别于20世纪70年代末和80年代初报道了利用酵母菌处理啤酒生产废水和食品加工废

水，均取得了良好效果;

Chigusa等

［19］

将从工业废水中分离得到的酵母菌接种到豆油废水中，结果表明废水的

COD、BOD及油的去除率都达到93%以上;

郑少奎等

［20-21］

连续报道了利用酵母菌处理色拉油加工废水的研究

结果，表明高浓度含油废水可以直接用酵母菌进行处理，在进水COD6000—7000mg/L、油1500—1700mg/L

时，COD和油的去除率分别达到94%和98%;

而且酵母菌在处理废水时产生的剩余污泥富含蛋白质和多种

氨基酸，可以回收用作饲料蛋白

［22］

目前，日本已成功利用酵母菌处理多种工业废水。

近年来，我国也相继开展了酵母菌处理废水的相关技术和应用研究，取得了一定的进展。

Zheng等

［23］

进

行混合酵母菌处理高浓度色拉油加工废水的研究，使废水中油脂的去除率达到了98%，COD也下降了90%

以上。

韩云等

［24］

的研究发现在酵母菌处理色拉油加工废水系统中，投加氮源能提高油脂的去除率，同时也发

现，色拉油加工废水中氮缺乏是引起污泥膨胀的主要原因。

吴兰等

［25］

用解脂酵母菌处理不同来源的含油废

水，发现它对油脂类废水的降解效率高，对石油类废水的降解效率低。

酵母菌对环境污染物的去除还表现在以下几个方面:

⑴对染料具有吸附脱色作用:

Meehan等

［26］

发现耐

热酵母KluyveromycesmarxianusIMB3在37℃，pH3．0—5．5之间时，对RemazolBlack-B的最高脱色效率可达

到98%;

Angelis等

［27］

报道了一株假丝酵母在染料浓度为100mg/L时，2h对ProcyonBlack、ProcyonBlue、

ProcyonRed、ProcyonOrange的吸附率均超过94%;

Kakuta等

［28］

还报道了能对偶氮染料进行降解脱色的酵母

菌CandidacurvataAN723。

⑵对Hg

、Pb

、Cr

等多种重金属离子具有吸附作用，并且死菌和活菌都具有吸

附能力

［29-30］

⑶能降解三硝基甲苯（TNT）、苯酚和甲胺磷等污染物，还能提高一些有机物的降解速率，如赵

20期文娅等:

生态工程领域微生物菌剂研究进展6289http:

振焕等

［31］

研究酵母菌对厨余垃圾厌氧发酵产乙酸的影响，发现接种酵母菌后，垃圾的水解速率明显提高。

3．3光合细菌

光合细菌分布广泛，代谢途径灵活，能利用不同的有机物作为供氢体和碳源来合成自身的物质，因此对多

种有机物具有分解转化的能力

［32］

国内外的研究发现光合细菌普遍具有降解卤代化合物和芳香化合物的能

力，对其中的一些降解途径的研究也取得了一些成果

［33］

大量研究表明光合细菌对高浓度的有机废水可以起到明显的净化作用，对降低水体中的COD具有显著

优势。

谢红刚等

［34］

用光合细菌处理啤酒废水，当光合细菌投加量在30mL/L时处理效果最佳，温度控制在

20—30℃为宜，其COD的去除率高达80%。

郑耀通

［35］

研究表明:

在中性pH环境，25—30℃，好氧光照条件下

光合细菌对黄泔水去除效率最高，经过96h的处理，可使预先经过24h曝气的COD浓度为25820mg/L的黄泔

水去除率达98．7%。

Young等

［36］

从猪废物的污水池中分离得到一株紫色非硫菌株，通过光合作用能够使污

水池中不稳定的有机化合物减少80%—93%，并显著改善垃圾池的气味。

Nagadomi等

［37］

利用光合细菌在好

氧条件下使污水的COD和硝酸盐含量大幅降低。

目前，光合细菌已广泛用于多种工业废水的处理并取得了

显著成效

3．4芽孢杆菌

一直以来，国内外很多文献都报道了芽孢杆菌具有降解有机污染物的作用，现在已经证实除了多环芳烃、

苯酚、硝基苯等有机污染物之外，芽孢杆菌对一些有机磷农药和石油污染物也能起到良好的降解效果。