染料废水真菌和细菌联合处理技术

   生物法是目前最常用的一类污水处理技术，具有成本低、效率高、易操作、无二次污染等特点〔3〕。多年来，围绕生物法中所用微生物的研究多集中在细菌、真菌等单一类型。随着染料合成工业的飞速发展，许多结构更复杂、性质更稳定的新型染料被合成并应用，对传统生物处理技术提出了新的挑战。利用真菌和细菌联合处理有机污染物是近几年来新兴的一项生物处理方法，该方法将真菌及细菌在降解有机污染物方面的优势进行了有机结合，在处理多种类型工业废水的研究及应用中已被证实优于单一的真菌或细菌工艺〔4, 5, 6〕。

   笔者通过真菌降解有机物的机理，分析了其与细菌联合处理技术的原理、可行性和优势，在此基础上综述了真菌和细菌联合处理染料废水的研究进展，并指出该项技术存在的不足与未来发展趋势。

1 真菌对有机污染物的降解机理及其降解酶系
 
   目前，应用于生物降解的真菌主要有白腐真菌、霉菌和酵母菌等，而其中以白腐真菌的应用最为广泛。真菌对污染物的降解机理非常复杂，通常是生物学机制和化学过程的有机结合。以白腐真菌为例，其降解机理主要包括细胞内和细胞外两过程，但主要的氧化过程发生在细胞外〔7〕。

   在白腐真菌降解有机污染物的细胞内过程中，主要是合成降解有机污染物需要的一系列酶。首先，是细胞内的葡萄糖酶和细胞外的乙二醛氧化酶在分子氧参与下氧化有机污染物并形成H2O2，进而激活过氧化物酶而启动酶的催化循环，与此同时，合成重要的木质素过氧化酶（LiP）和锰过氧化氢酶（MnP）等并释放到细胞外。

   在白腐真菌的细胞外降解过程中，LiP 能够作为高效催化剂催化多种反应。LiP 具有较高的催化活性，它可利用电子传递过程将底物由酶的表面迁移至酶的活性中心，使底物与酶活性中心部位的血红素辅基发生作用，因此，LiP 可将酶表面的高分子底物直接氧化。其中，非酚类芳香族化合物的降解主要依赖于LiP 的催化。而酚类、胺类及染料等有机物的降解则主要依赖于MnP。这是一个以生成的自由基为基础的链反应过程，具有高度非特异性和无立体选择性，使得白腐真菌与降解目标物之间并不像酶与底物那样一一对应，故对污染物的降解呈现广谱特征。

   此外，漆酶也是真菌中重要的降解酶。漆酶是自然界中一种分布广泛的含铜多酚氧化酶，可催化大量酚类及芳香胺化合物的降解，且在还原介质存在的条件下，其底物范围可进一步扩大。漆酶催化底物的机制表现在底物自由基的形成和漆酶分子中 4 个铜离子的相互协同作用，其活性位点催化氧化机制如图 1 所示〔8〕。研究发现，漆酶在一些难降解有机物的降解过程中发挥了重要的催化作用