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微生物在污水處理中的應用
摘要：本文主要闡述了各種微生物在不同種類污水中的應用，以及它們不同的應用機理。
關鍵詞：微生物 生活污水 工業污水 農業污水 重金屬 農葯
1.世界水資源現狀
環境保護是我國的基本國策。世界經濟發展的實踐證明，為實現經濟的持續穩定的發展，必須解決好發展與環境保護的矛盾。
全球水資源狀況迅速惡化，「水危機」日趨嚴重。據水文地理學家的估算，地球上的水資源總量約為13．8億立方公里，其中97．5％是海水（13．45億立方公里）。淡水只佔2．5％，其中絕大部分為極地冰雪冰川和地下水，適宜人類享用的僅為0．01％．
20世紀50年代以後，全球人口急劇增長，工業發展迅速。一方面，人類對水資源的需求以驚人的速度擴大；另一方面，日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。本屆世界水論壇提供的聯合國水資源世界評估報告顯示，全世界每天約有200噸垃圾倒進河流、湖泊和小溪，每升廢水會污染8升淡水；所有流經亞洲城市的河流均被污染；美國40％的水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲劑污染；歐洲55條河流中僅有5條水質差強人意。
20世紀，世界人口增加了兩倍，而人類用水增加了5倍。世界上許多國家正面臨水資源危機：12億人用水短缺，30億人缺乏用水衛生設施，每年有300萬到400萬人死於和水有關的疾病。到2025年，水危機將蔓延到48個國家，35億人為水所困。水資源危機帶來的生態系統惡化和生物多樣性破壞，也將嚴重威脅人類生存。
水資源危機既阻礙世界可持續發展，也威脅著世界和平。過去50年中，由水引發的沖突共507起，其中37起有暴力性質，21起演變為軍事沖突。專家警告說，隨著水資源日益緊缺，水的爭奪戰將愈演愈烈。
2.污水處理方法分類
2.1物理法
利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態的污染物質。主要有沉澱法，過濾法，離心分離法，吸附法等。
2.2化學法
利用化學反應原理及方法來分離，回收廢水中的污染物，或改變污染物的性質，使它從有害變為無害的處理法。主要有化學凝聚法，中和法，氧化還原法，離子交換法。
2.3生物法
主要利用微生物的生命活動過程，對廢水中的污染物質進行轉移和轉化的作用，從而是污水得到凈化的方法。
2.4.微生物簡介
微生物是肉眼看不見或看不清的生物的總稱。包括原核生物（細菌，放線菌和藍細菌），真核生物（真菌和微型藻類），非細胞生物（病毒類）。微生物具有體積小、表面積大、繁殖力驚人等特點，能不斷與周圍環境快速進行物質交換。污水具備微生物生長繁殖的條件，因而微生物能從污水中獲取養分，同時降解和利用有害物質，從而使污水得到凈化。因此微生物可在污水凈化和治理中得到廣泛應用，造福人類。
微生物能降解和轉化污染物主要是因為微生物具有以下幾個特點：個體微小，比表面積大，代謝速率快；種類繁多，分布廣泛，代謝類型多樣；具有多種降解酶；繁殖快，易變異，適應性強；共代謝作用等。
3.原理
利用微生物處理污水實際就是通過微生物的新陳代謝活動,將污水中的有機物分解,從而達到凈化污水的目的.微生物能從污水中攝取糖，蛋白質，脂肪，澱粉及其它低分子化合物。微生物新陳代謝類型有需氧型和厭氧型兩種,因此,凈化方法分為好氧凈化和厭氧凈化.
3.1.好氧凈化
氧存在條件下，許多好氧微生物通過分解代謝、合成代謝和物質礦物化，在把有機物氧化分解成CO2和H2O等過程中，獲尋C源、N源、P源、S和能量。污水的微生物好氧凈化就是模擬上述原理，把微生物置於一定的構築物內通氣培養，高效率凈化污水的方法。
3.2厭氧凈化
微生物在嚴格厭氧條件下，有機物發酵或消化過程中，大部分有機物被解生成H2、CO2、H2S和CH4等氣體。污水的生物厭氧凈化就是根據污水經厭氧發酵後既到凈化，又獲得了生物能源CH4的原理。微物細胞能量轉移的電子受體，由好氧條件下分子氧改變為厭氧條件下的有機物。在厭氧件下，不溶於水而難分解的大分子有機污物，被微生物的胞外酶降解為可溶性物質，再由產甲烷厭氧細菌和產氫細菌降解成低分子有酸類和醇類、並放出H2和CO2；有機酸類和類經產甲烷菌降解成H2、CO2和CH4。甲烷菌還可利用H2還原CO2，形成CH4。
微生物凈化過程：
Ⅰ.有機污染物的濃度由高變低
Ⅱ.異養細菌迅速氧化分解有機污染物而大量繁殖，然後是以細菌為食料的原生動物出現數量高峰，再後是由於有機物礦化，利於藻類的生長，而出現藻類的生長高峰。
Ⅲ.溶解氧濃度隨著有機物被微生物氧化分解而大量消耗，很快降到最低點，隨後，由於有機物的無機化和藻類的光合作用及其他好氧微生物數量的下降，溶解氧又恢復到原來水平。
這樣，在離開污染源相當的距離之後，水中的微生物數量，有機物，無機物的含量，也都下降到最低點。於是，水體恢復到原來的狀態。
微生物處理優點：微生物具有來源廣，易培養，繁殖快，對環境適應性強，易變異的特徵在生產上較容易的採集菌種進行培養繁殖，並在特定條件下進行馴化，使之適應不同的水質條件，從而通過微生物的新陳代謝使有機物無機化。加之微生物的生存條件溫和，新陳代謝時不需要高溫高壓，它是不需要投加催化劑的.生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運行費用相對較低,所要投入的人力，物力比其他方法要少的多。在污水生物處理的人工生態系統中，物質的遷移轉化效率之高是任何天然的或農業生態系統所不能比擬的。
4.污水處理中重要的微生物種群
4．1 絲狀細菌
絲狀細菌(Filamentous bacteria)能顯著影響絮狀活性污泥的沉降性(污泥膨脹)或引起生物量變化和泡沫形成(污泥發泡)，從而嚴重影響活性污泥的處理效率．傳統上，絲狀細菌是通過光學顯微鏡學進行分析鑒定的，如革蘭氏和Neisser染色反應、典型的形態學特徵等．但應用full—cycle rRNA技術發現，傳統形態學鑒定方法不能發現污水廠活性污泥中的許多絲狀細菌 。
系統發生樹部分提供了絲狀菌的系統發生親緣關系，但有些絲狀類型如Eikelboom 1863或Nostocoidalimicola等則是放置在完全無關的類群中．現在利用rRNA目標寡聚核苷酸探針能迅速地鑒定大多數絲狀菌，證明在活性污泥中有些絲狀菌呈現多態性現象．Kanagawa等(2000)從活性污泥中分離出15種絲狀菌，根據形態被分類為Eikelboom 21 N，利用16S rDNA序列分析表明都同變形桿菌亞綱的Thiothrix絲狀菌形成單系群(monophyletic group).Thiothrix絲狀菌在污水中通常表現出生理多能性，在異養、兼性營養和化能自養情況下，它們都能同標記的乙酸鹽或碳酸氫鹽結合。在厭氧狀況下(無論有無硝酸鹽)，Thiothrix絲狀菌都很活躍，它通過吸收硫代硫酸鹽和乙酸鹽來形成胞內硫粒。
利用絲狀菌的FISH探針，Mircothrix parvicella被發現有特殊的脂消費，在厭氧情況下專門吸收長鏈脂肪酸(而不是短鏈脂肪酸和葡萄糖)，隨後當硝酸鹽或氧可用作電子受體時它們則使用貯存完成生長．不過，在厭氧情況下，M.parvicella不能吸收磷，不適合那些有除磷要求的生物反應器．利用FISH技術對絲狀菌進行系統分類發現，大多數未描述的絲狀菌屬於綠色非硫細菌(Chloroflexi)，也可能是污水生物處理系統中豐度最高的絲狀菌。Liao等(2004)發展一種定量FISH，對實驗室和污水廠反應器中的絲狀菌進行了研究，以增加Sphaerotilus natans的方式來刺激污泥膨脹，結果發現是Eikelboom 1851菌叢(而不是試驗的S．natans菌)同活性污泥容積指數(volume index)極度相關，其可延伸的菌絲長度約為6×10。la,m／mL。
4．2 生物除磷的重要細菌
生物除磷可以在EBPR的微生物途徑中由完成，該過程通過循環活性污泥進行交替的厭氧、需氧為特徵。基於微生物的純培養技術，變形桿菌綱г亞綱的不動桿菌屬(Acinetobacter)長期被認為是唯一的PAO(Polyphosphate—accumulating organism)．但實際上，雖然不動桿菌能積累多聚磷酸鹽，卻沒有PAO的典型代謝方式．Wanger等(1994)用rRNA目的探針測試後認為，主要的PAO應該為口亞綱中的Rhoclocyclus群，其次為 亞綱中的Planctomycete群及屈撓桿菌屬(Flexibacter)、CFB群(Cytophaga—Flavobacterium—Bacteroides)等．利用螢光抗體染色、呼吸醌檢測和屬特異探針的FISH等非培養方法，證明在EBPR系統中，由於培養偏差顯然高估了不動桿菌的相對豐度，表明其對EBPR系統實際上不是最重要的，而另外一些分離出的細菌才是PAO的候選者。不過，有7個Acinembacter新種從活性污泥中分離到，可望進一步闡釋該屬在脫磷中扮演的角色和意義。
積磷小月菌(Microlunatus phosphovorus)是一個高G+C含量的革蘭氏陽性菌，被認為是專性好氧菌，可以通過EMP途徑發酵葡萄糖為乙酸，而不能夠在厭氧情況下生長．有明顯吸收葡萄糖、分泌乙酸的轉化，導致胞內乙酸積累；產生的乙酸在隨後的好氧階段消耗掉．phosphovorus表現出卓越的吸收和釋放磷的能力，磷釋放率和吸收率可分別高達3．34 mmol g／cell•h和1．56 mmol g／cell•h，比Lampropedia spp．和Acinetobacterspp．要高1個數量級，特異探針證明其在EB—PR工廠里可占總細菌的2．7％。
俊片菌屬(Lampropedia)也擁有聚磷菌的基本代謝特徵，但比EBPR模型預言的吸收乙酸鹽釋放磷酸鹽的比率要低很多．那些被建議名為「Candidatus Ac—cumulibacter phosphates」已被證實顯著存在於EBPR系統中．Saunders等(2003) 在對6個運行污水廠進行了檢測後認為，很可能「無關緊要」的「CandidatusAccumulibacter phosphates」正是重要的PAO．另外還有顯微鏡原位觀察顯示，酵母菌很可能涉及在生物除磷中，許多「聚磷菌」很可能是酵母菌的孢子，但其作用機理顯然還需要進一步探討．
4．3 硝化細菌
氮循環是高度依賴微生物活性和轉化的一個過程．這類微生物在污水處理、農業等領域具有極其重要的作用，因此成為近年來世界研究的熱點，變形桿菌的β亞綱幾乎已經成為微生物生態學的模式系統 ．Kindaichi等(2004)對自養硝化生物膜進行了FISH分析表明，膜上有50％屬於硝化細菌，其餘50％為異養細菌，分布為變形桿菌α亞綱23％ ，г亞綱13％ ，綠色非硫細菌9％ ，CFB群2％，未定類群3％．該結果表明，硝化細菌通過可溶性產物的產生支持了異養菌，異養菌也從代謝多樣性等方面確保了生物膜的生態穩定性 ．從培養角度來說，硝化細菌生長極慢；由於硝化細菌的分布同pH、溫度等敏感，所以污水廠的硝化作用常有崩潰的情況發生．
4．3．1 氨氧化茵
基於16S rDNA序列分析，已經分離和描述過的氨氧化細菌都分屬於變形桿菌綱的2個單系群中．Ni-trosococcusoceanus和N．halophilus屬於Proteobacteria的β亞綱，包括亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)、亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)、亞硝化弧菌屬(Nitrosovibrio)和亞硝化葉菌屬(Nitrosolobus)，後3個屬關系密切；而Nitrosococcus mobilis(實際是Nitrosomonas的一個成員)則在β亞綱組成緊密相關的集合．
4．3．2 亞硝酸氧化茵
基於超微特性，已培養出的亞硝酸氧化菌(Nitrite．oxidizing bacteria，NOB)被分為4個已知屬，硝化桿菌屬(Nitrobacter)，硝化刺菌屬(Nitrospina)，硝化球菌屬(Nitrococcus)和硝化螺菌屬(Nhrospira)．16S rDNA序列比較分析表明，硝化桿菌屬及其3個種都屬於變形桿菌的α一亞綱；Nitrospina和Nitrococcus各有一個種，分屬於變形桿菌的δ和г一亞綱；Nitrospira屬包含有moscoviensis和Ⅳ．rrtarin．在傳統上，Nitrobacter一直被認為是最重要的亞硝酸鹽氧化菌．然而，在硝化污水廠內用目的探針的FISH法和定量斑點雜交(Quantitative dot blot)等發現，檢測不到Nitrobacter或者數目很低，因此凸現了非Nitrobacter的NOB在硝化過程中的重要性．Egli等(2003)用不同污泥接種反應器，利用定量FISH和RFLP(Restriction fragment length polymorphism)方法對穩定的硝化作用反應器進行檢測，發現有活性的都屬於Nitrospira屬 J．以Nitrospira序列發展的特定16S rRNA探針，對活性污泥進行FISH查後表明，未培養的類硝化螺菌(Nitrospira—like)以顯著性數目(總菌數的9％)存在，其對亞硝酸鹽氧化的重要性已由反應器富集研究所證實．Nhrospira能固定CO：，也能利用丙酮酸混合營養生長，而不利用乙酸鹽、丁酸鹽和丙酸鹽。
4．4 反硝化細菌
反硝化細菌(Denitrifying bacteria)的大多數鑒定和計數都是依賴培養法．很多屬的成員，如產鹼桿菌屬(Alcaligenes)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、甲基桿菌屬(Methylobacteriurn)，副球菌屬(Paracoccus)和生絲微菌屬(Hyphornicrobiurrt)等，都從污水廠中作為脫氮微生物群分離出來過，但這些細菌屬在污水廠中是否具有原位脫氮的活性卻很少被知道．在一個補充以甲醇作為還原碳化物的脫氮沙濾中，使用特異FISH探針監測到有大量數目的P．spp和H．spp；而在沒有附加甲醇的非脫氮沙濾中，兩屬存在的數目都低於總細胞0．1％ ，這間接證明了在脫氮過程中有兩屬的活性參與。
5．水污染物的類型及處理
5.1生活污水
生活污水是一大污染源。生活污水中含有大量的無機物，有機物。無機物如氯化物，硫酸鹽，磷酸鹽和鈉，鉀，鈣，鐵等碳酸鹽，有機物有纖維素，澱粉，脂肪，蛋白質和尿素等。排放入環境中促使浮游植物生長和大量繁殖，形成赤潮和水華。
生活污水的處理主要是其中有機物的分解，其主要方法有活性污泥法、生物膜法、AB法。
5.1.1活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續通入空氣，經一定時間後因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附與氧化有機物的能力。
5.1.2生物膜法
生物膜法是利用附著生長於某些固體物表面的微生物（即生物膜）進行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統，其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進入厭氣層進行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化污水的目的。生物膜法具有以下特點：（1）對水量、水質、水溫變動適應性強；（2）處理效果好並具良好硝化功能；（3）污泥量小（約為活性污泥法的3／4）且易於固液分離；（4）動力費用省。
5.1.3AB法
AB法工藝由德國B0HUKE教授首先開發。該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段，各有獨立的沉澱和污泥迴流系統。高負荷段A段停留時間約20－40分鍾，以生物絮凝吸附作用為主，同時發生不完會氧化反應，生物主要為短世代的細菌群落，去除BOD達50％以上。B段與常規活性污泥相似，負荷較低，泥齡較長。
5.2工業廢水
工業廢水是水體污染的主要污染源。包括鋼鐵工業廢水，食品工業廢水，印刷廢水，化工廢水等。隨著工業化的發展，含有重金屬離子的廢水產生量越來越多。重金屬離子已成為最重要、最常見的污染物之一。由於重金屬在生物體內的富集、吸收與轉化，從而通過食物鏈危害人體健康。如致癌、致畸等，故而處理重金屬污染刻不容緩。
微生物處理技術在生活污水處理中的應用已經非常成熟並且全面普及，但是在工業污水的處理中還存在著一定的技術問題。相對於生活污水來說，工業污水的成份要復雜的多，大多數工業污水的COD值都相當高，可生化性差，這就給微生物處理帶來了相當大的難度，有些工業污水甚至還有很高的氨氮指標，增加了微生物處理的難度。但是微生物技術的許多優勢註定了它將是工業污水治理的一個方面，而且目前已經有很多行業的工業污水開始採用微生物處理技術並且得到了穩定的運行數據。
這里主要講述關於污水中重金屬的處理。目前可用的微生物法有生物吸附法、硫酸鹽還原菌凈化法和利用微生物的轉化作用去除重金屬。
5.2.1生物吸附法
生物吸附是利用生物量（如發酵工業的剩餘菌體）通過物理化學機制，將金屬吸附或通過細胞吸收並濃縮環境中的重金屬離子，由於重金屬具有毒性，如果濃度太高，活的微生物細胞就會被殺死。所以，必須控制控制被處理水的重金屬濃度。
例如陳小霞等人用小球藻富集鉻離子，研究表明小球藻富集鉻離子的機制主要表現是表面吸附和主動運輸。在生長期和穩定期小球藻富集的鉻以有機鉻存在，而在衰亡期，小球藻富集的鉻以無機鉻存在。
利用工業發酵後剩餘的芽孢桿菌菌體或酵母菌吸附重金屬，具體做法是首先用鹼處理菌體，以便增加其吸附重金屬的能力。然後通過化學交聯法固定這些細胞，固定化的芽孢桿菌對重金屬的吸附沒有選擇性（微生物在結合無機污染物上表現出選擇性，多於大多數合成的化學吸附劑，微生物對金屬的吸附和累積主要取決於不同配位體結合部位對對金屬的選擇性）。可以去除廢水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 去除率可達99%。吸附在細胞上的重金屬可以用硫酸洗脫，然後用化學方法回收重金屬，經過鹼處理後的固定化細胞還可以重新用於吸附重金屬。
5.2.2硫酸鹽還原菌凈化法
脫硫弧菌屬硫酸鹽還原菌是厭氧化能細菌，它最大的特徵就是在無自由氧的條件下，在有機質存在時通過還原硫酸根變成硫化氫，從中獲得生長能量而大量繁殖;它繁殖的結果是使溶解度很大的硫酸鹽變成了極難溶解的硫化物或硫化氫。這類細菌分布廣泛，海洋、湖泊、河流及陸地上都能存在。在沒有自由氧而有硫酸鹽及有機物存在的地方它就能生長繁殖，其生長溫度為25~35攝氏度，PH值為6.2~7.5.該細菌的作用可將廢水中的硫酸根變成硫化氫，使廢水中濃度較高的重金屬Cu、Pb、Zn等轉變為硫化物而沉澱，從而使廢水中的重金屬離子得以去除。
5.2.3利用微生物的轉化作用去除重金屬
微生物可以通過氧化作用、還原作用、甲基化作用和去烷基化作用對重金屬和重金屬類化合物進行轉化。
細菌胞外的莢膜或粘膜層可產生多種胞外多聚體，胞外多聚體能夠吸附自然條件下或廢水處理設施中的重金屬。其主要成分是多糖、蛋白質和核酸。
真菌的細胞壁內含幾丁質，這和N----乙醯葡糖胺多聚體是一種有效的金屬於放射性核素結合的生物吸附劑。經過氫氧化物處理的各類真菌暴露出來的幾丁質、脫乙醯殼多糖和其他金屬結合的配位體，形成菌絲層，可以有效的去除廢水中的重金屬。
六價鉻具有強烈的毒性，其毒性是三價鉻的100倍，而且能在人體內沉澱。由於六價鉻很容易通過胞膜進入細胞，然後在細胞質、線粒體和細胞核中被還原為三價鉻，三價格在細胞內與蛋白質結合為穩定的物質並且和核酸相作用，而細胞外的三價鉻是不能參透細胞的，細菌利用細胞中的NADH作為還原劑，在厭氧或好氧的狀態下，將六價鉻還原為三價鉻。如陰溝腸桿菌能抗10000µmol/l鉻酸鹽，在厭氧的條件下能使六價鉻還原為三價鉻，三價鉻可以通過沉澱反應與水分離而被去除。
5.3農業廢水
它面廣而量大且分散。農田使用農葯，化學農葯主要是人工合成的生物外源性物質，很多農葯本身對人類及其他生物是有毒的，而且很多類型是不易生物降解的頑固性化合物。農葯殘留很難降解，人們在使用農葯防止病蟲草害的同時，也使糧食、蔬菜、瓜果等農葯殘留超標，污染嚴重，同時給非靶生物帶來傷害，每年造成的農葯中毒事件及職業性中毒病例不斷增加。同時，農葯廠排出的污水和施入農田的農葯等也對環境造成嚴重的污染，破壞了生態平衡，影響了農業的可持續發展，威脅著人類的身心健康。農葯不合理的大量使用給人類及生態環境造成了越來越嚴重的不良後果，農葯的污染問題已成為全球關注的熱點。因此，加強農葯的生物降解研究、解決農葯對環境及食物的污染問題，是人類當前迫切需要解決的課題之一。
5.3.1 農業生產上主要使用的農葯類型
當前農業上使用的主要有機化合物農葯如表1所示。其中，有些已經禁止使用，如六六六、滴滴涕等有機氯農葯，還有一些正在逐步停止使用，如有機磷類中的甲胺磷等。
表1 農業生產中常用農葯種類簡表
類 型 農 葯 品 種
有機磷：敵百蟲、甲胺磷、敵敵畏、乙醯甲胺磷、對硫磷、雙硫磷、樂果等
殺蟲劑 有機氮：西維因、速滅威、巴沙、殺蟲脒等
有機氯：六六六、滴滴涕、毒殺芬等
殺蟎劑 蟎凈、殺蟎特、三氯殺蟎碸、蟎卵酯、氯殺、敵蟎丹等
除草劑 2，4－D、敵稗、滅草靈、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等
殺菌劑 甲基硫化砷、福美雙、滅菌丹、敵克松、克瘟散、稻瘟凈、多菌靈、葉枯凈等
生長調節劑 矮壯素、健壯素、增產靈、赤黴素、縮節胺等
人們發現，在自然生態系統中存在著大量的、代謝類型各異的、具有很強適應能力的和能利用各種人工合成有機農葯為碳源、氮源和能源生長的微生物，它們可以通過各種謝途徑把有機農葯完全礦化或降解成無毒的其他成分，為人類去除農葯污染和凈化生態環境提供必要的條件。
5.3.2 降解農葯的微生物類群
土壤中的微生物，包括細菌、真菌、放線菌和藻類等，它們中有一些具有農葯降解功能的種類。細菌由於其生化上的多種適應能力和容易誘發突變菌株，從而在農葯降解中佔有主要地位。一在土壤、污水及高溫堆肥體系中，對農葯分解起主要作用的是細菌類，這與農葯類型、微生物降解農葯的能力和環境條件等有關，如在高溫堆肥體系當中，由於高溫階段體系內部溫度較高（大於50 ℃），存活的主要是耐高溫細菌，而此階段也是農葯降解最快的時期。通過微生物的作用，把環境中的有機污染物轉化為CO2和H2O等無毒無害或毒性較小的其他物質。通過許多科研工作者的努力，已經分離得到了大量的可降解農葯的微生物（見表2）。不同的微生物類群降解農葯的機理、途徑和過程可能不同，下面簡要介紹一下農葯的微生物降解機理。
5.3.3 微生物降解農葯的機理
目前，對於微生物降解農葯的研究主要集中於細菌上，因此對於細菌代謝農葯的機理研究得比較清楚。
表2 常見農葯的降解微生物
農 葯 降 解 微 生 物
甲胺磷 芽孢桿菌、麴黴、青黴、假單胞桿菌、瓶型酵母
阿特拉津（AT） 煙麴黴、焦麴黴、葡枝根霉、串珠鐮刀菌、粉紅色鐮刀菌、尖孢鐮刀菌、斜卧鐮刀菌、微紫青黴、皺褶青黴、平滑青黴、白腐真菌、菌根真菌、假單胞菌、紅球菌、諾卡氏菌
幼脲3號 真菌
敵殺死 產鹼桿菌
2，4－D 假單胞菌、無色桿菌、節桿菌、棒狀桿菌、黃桿菌、生孢食纖維菌屬、鏈黴菌屬、麴黴菌、諾卡氏菌、
DDT 無色桿菌、氣桿菌、芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌、埃希氏菌、假單胞菌、變形桿菌、鏈球菌、無色桿菌、黃單胞菌、歐文氏菌、巴斯德梭菌、根癌土壤桿菌、產氣氣桿菌、鐮孢黴菌、諾卡氏菌、綠色木霉等
丙體六六六 白腐真菌、梭狀芽孢桿菌、埃希氏菌、大腸桿菌、生孢梭菌等
對硫磷 大腸桿菌、芽孢桿菌
七 氯 芽孢桿菌、鐮孢黴菌、小單孢菌、諾卡氏菌、麴黴菌、根黴菌、鏈球菌
敵百蟲 麴黴菌、鐮孢黴菌
敵敵畏 假單胞菌
狄氏劑 芽孢桿菌、假單胞菌
艾氏劑 鐮孢黴菌、青黴菌
樂 果 假單胞菌
2,4,5-T 無色桿菌、枝動桿菌
細菌降解農葯的本質是酶促反應，即化合物通過一定的方式進入細菌體內，然後在各種酶的作用下，經過一系列的生理生化反應，最終將農葯完全降解或分解成分子量較小的無毒或毒性較小的化合物的過程。如莠去津作為假單胞菌ADP菌株的唯一碳源，有3種酶參與了降解莠去津的前幾步反應。第一種酶是A tzA，催化莠去津水解脫氯的反應，得到無毒的羥基莠去津，此酶是莠去津生物降解的關鍵酶；第二種酶是A tzB，催化羥基莠去津脫氯氨基反應，產生N－異丙基氰尿醯胺；第三種酶是A tzC，催化N－異丙基氰尿醯胺生成氰尿酸和異丙胺。最終莠去津被降解為CO2和NH3。微生物所產生的酶系，有的是組成酶系，如門多薩假單胞菌DR－8對甲單脒農葯的降解代謝，產生的酶主要分布於細胞壁和細胞膜組分；有的是誘導酶系，如王永傑等得到的有機磷農葯廣譜活性降解菌所產生的降解酶等。由於降解酶往往比產生該類酶的微生物菌體更能忍受異常環境條件，酶的降解效率遠高於微生物本身，特別是對低濃度的農葯，人們想利用降解酶作為凈化農葯污染的有效手段。但是，降解酶在土壤中容易受非生物變性、土壤吸附等作用而失活，難以長時間保持降解活性，而且酶在土壤中的移動性差，這都限制了降解酶在實際中的應用。現在許多試驗已經證明，編碼合成這些酶系的基因多數在質粒上，如2，4－D的生物降解，即由質粒攜帶的基因所控制。通過質粒上的基因與染色體上的基因的共同作用，在微生物體內把農葯降解。因此，利用分子生物學技術，可以人工構建「工程菌」來更好地實現人類利用微生物降解農葯的願望。
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蘇州工業園區
蘇州工業園區於1994年2月經國務院批准設立，同年5月實施啟動，行政區域面積288平方公里，下轄三個鎮，戶籍人口30萬，其中，中新合作開發區規劃面積80平方公里。我們的目標是：把蘇州工業園區建設成為具有國際競爭力的高科技工業園區和現代化、園林化、國際化的新城區。
作為中新兩國政府間重要的合作項目，蘇州工業園區的開發建設一直得到了黨中央、國務院的親切關懷和高度重視。多年來，在中新合作雙方的共同努力下，園區開發建設一直保持著持續快速健康的發展態勢，主要經濟指標年均增幅達30%左右，累計上交各類稅收近700億元，創造就業崗位48萬個，城鎮職工和農民人均純收入分別超過3.3萬元和1.3萬元，率先全面達到江蘇省高水平小康考核指標，綜合發展指數在國家級開發區名列前茅，並被評為跨國公司眼中綜合吸引力最強的中國開發區之一。
剛剛過去的2007年，園區上下以黨的十七大成功召開為動力，按照理事會提出的新定位新要求，始終堅持科學率先和諧發展不動搖，全面推進製造業升級、服務業倍增、科技跨越「三大計劃」和新農村建設，區域發展呈現出增長較快、結構優化、效益提高、民生改善的良好態勢。全年實現地區生產總值836億元，增長22%；地方一般預算收入76.3億元，增長45%；進出口總額567億美元，增長13%；新增注冊外資47.7億美元、到帳外資18.2億美元，分別增長24%、14%；城鎮職工收入和農村居民人均純收入分別增長9%和13%，經濟發展保持了財稅增長高於GDP增長，企業利稅增長高於產值增長的良好局面。
目前，園區以約占蘇州市3.5%的土地、5%的人口、7%的工業用電量以及1%的二氧化硫排放量和2%的COD排放量，創造了全市15%左右的GDP、地方一般預算收入和固定資產投資，25%左右的注冊外資、到帳外資和進出口總額，已經成為蘇州市經濟社會發展的重要增長極，並得到了中新兩國領導人的高度評價。吳儀副總理在中新聯合協調理事會第九次會議上充分肯定園區「走出了一條科學發展、集約發展、和諧發展和可持續發展之路，正在成為先進產業的聚集地、外商投資的密集區和體制機制創新的先行區，為中國的改革開放和現代化建設積累了有益經驗。」具體來說，近幾年園區重點抓五方面的工作：
1.注重產業優化升級。園區開發堅持走經濟國際化和新型工業化發展道路，著力推進高新技術產業化，始終堅持招商龍頭地位，突出擇商選資理念，累計引進合同外資316.8億美元，實際利用外資134.5億美元，注冊內資1156億元，形成了內資外資雙輪驅動發展格局。從地區佔比看，來自歐美的項目佔49%，日韓佔18%，新加坡佔6%，港澳台地區佔22%。從投資規模看，投資上億美元項目80個，其中10億美元以上項目6個，世界500強企業在區內投資了112個項目。從產業層次看，在IC、TFT-LCD、汽車及航空零部件等方面形成了具有一定競爭力的高新技術產業集群，已成為國內重要的液晶面板出貨基地和晶元封裝測試基地，大型客車和晶元產能位居全國前列。目前，園區以佔全國十萬分之三的土地，創造了全國約3%的IT產值和16%的IC產值，高新技術產業產值占工業總產值比重超60%，高新技術產業利稅總額佔全市比重超過三分之一。
2.注重科技創新跨越。把科技進步作為立區之基、強區之本，不斷加快科技發展。從科技投入看：累計投入超過150億元，科技三項經費連續3年翻番，R＆D投入佔GDP比重達3.4%。從載體建設看：啟動建設國際科技園等創新載體200餘萬平方米，建成8個國家級科技成果轉化基地，形成IC設計、軟體評測、人才培訓等一批公共技術服務平台，中科納米技術與納米仿生研究所、國家納米技術國際創新園均落戶園區。從創新功能看：園區是全國首家鼓勵技術先進型服務企業發展試點，集聚總規模超過100億元各類風險投資、創業擔保、產業基金等，設立了省內首家「國家知識產權保護園區」、國內首個具有外資成分的風險投資基金、首個由科技部與開發銀行共同設立的創業投資引導基金，同時引進了一批以民營資本為主的私募創投基金。截至目前，區內集聚了海外留學人員創辦企業200餘家，跨國公司和國家級研發設計機構90餘家，軟體和IC設計企業100餘家，一批技術創新型、本土孵化型、原始創新型自主知識產權亮點企業呈現快速裂變增長態勢。
3.注重城市能級提升。加快環金雞湖中央商務區、陽澄湖生態旅遊度假區、獨墅湖科教創新區「三大板塊」建設，致力於營造良好的綜合環境。一是堅持規劃先行。園區開發之初，中新雙方互派專家借鑒新加坡和國際先進城市規劃建設經驗，共同制定了富有前瞻性和科學性的園區發展總體規劃，編制實施了300多項專業規劃，協調布局了工業、交通、商貿、居住、景觀等各項城市功能，確立了「先規劃後建設、先地下後地上」的科學開發程序和「執法從嚴」的規劃管理制度，保障了開發建設快速有序地推進。二是適度超前投入。先後投入近400億元基礎設施建設資金，超前建設了高水準的「九通一平」基礎設施，集中建設了自來水廠、污水處理廠、燃氣廠、集中供熱廠等重點源廠，有力保障了項目持續進入和生產、生活需要。三是完善城市功能。加大會展經濟、樓宇經濟、流量經濟和城市休閑經濟培育發展力度，先後建成生產生活服務設施100多萬平方米，引進沃爾瑪、家樂福、崇光等知名商業品牌10多個，集聚香港匯豐銀行、英國渣打銀行以及普華永道、德勤會計師事務所等金融、會計、律師、中介咨詢等各類專業機構100多家，環金雞湖區域正在成為蘇州市新的金融商務、現代休閑和商業文化中心。
4.注重和諧社會構建。堅持以人為本、執政為民和富民優先，不斷促進經濟社會全面、協調、可持續發展。一是注重城鄉統籌與聯動開發。切實加快區鎮基礎設施對接和農村環境改造，積極推進社會主義新農村建，不斷構築保養安置、社保救助、就業創業三道保障防線，實現了城鄉社保並軌，區內90%農戶遷入現代化居住小區，95%征地待安置勞動力上崗就業，社會保障覆蓋面達100%，企業參保率達100%。二是注重資源集約與生態環保。不斷提高土地等資源利用效率，鼓勵引導各類建築向高層發展，取消農村宅基地用地規劃，積極探索「清淤、治水、取土、擴地」相結合的土地綜合開發利用新模式，累計節約用地超20平方公里；積極創建國家生態工業示範園，大力推廣循環經濟試點，積極倡導節能減排、中水回用和清潔生產。目前園區工業用水重復利用率和固廢綜合利用率分別達92%和97%，危險廢物、生活污水和垃圾無害化集中處理率均達100%。同時，我們努力從源頭控制污染項目進入，累計被環保部門「一票否決」項目超300個、投資額超20億美元，區域環境整體通過ISO14000認證，新增綠地2000萬平方米，綠地覆蓋率超45%。三是注重社會事業與民生發展。統籌推進精神文明建設和科教文衛等實事工程建設，先後建立了以鄰里中心和社區工作站為依託的新型社區服務和管理體系，完善了覆蓋全區的醫療保健服務網路，實現了優質教育資源快速擴張，開展了豐富多樣的群眾性文化活動，不斷提高群眾物質生活和精神生活質量。
5.注重體制機制創新。園區是改革開放的前哨陣地，成績不僅僅體現在經濟發展和管理上，更重要的是通過學習借鑒，積累了符合中國國情、適合開發區實際的新經驗。1994年，國務院批復同意，園區可以在堅持和維護國家主權的前提下，自主地、有選擇地借鑒吸收新加坡經濟發展和公共管理方面對園區適用的經驗。為此，雙方合作建立了有效的學習借鑒組織體系，並由蘇州工業園區借鑒新加坡經驗辦公室和新加坡貿工部軟體項目辦公室負責日常聯絡工作。十三年來，累計派出2000餘人次赴新加坡學習培訓，自主學習借鑒新加坡成功經驗，在轉變政府職能及規劃建設、經濟發展和公共行政管理等方面進行了積極探索，確立了全新的「親商、富商」理念，建立了「精簡、統一、效能」的政府組織架構和公務員隊伍及對企業「全過程、全方位、全天候」的服務體系，形成了科學規范的管理秩序和法治化環境。
當前，園區發展正處於工業化轉型、城市化加速、國際化提升的關鍵時期。園區將遵照中央領導關於「將蘇州工業園區率先建設成為資源節約型、環境友好型的生態示範區，研發中心和高新技術產業集群效應突出的科技示範區，以虛擬口岸為依託的現代商貿物流運營中心示範區，以承接跨國公司離岸外包業務為主的中國服務外包示範區」的指示精神，以及江蘇省、蘇州市關於 「將蘇州工業園區建設成為全國發展水平最高、競爭力最強的園區之一」的目標定位，牢牢把握「轉型、優化、提升、創新」八字方針，堅持科學發展理念，突出和諧社會主題，深化中新友好合作，進一步搶抓機遇、乘勢而上，好中求快、優中求進，力爭今年主要經濟指標繼續保持25%以上增幅，到2014年，各項主要發展指標在2004年基礎上再翻兩番，高起點、高水平地基本建成具有國際競爭力的高科技工業園區和現代化、園林化、國際化的新城區。重點抓好四條主線：
1、瞄準建成先進產業密集區，打造最具優勢的產業高地。重點抓好三個環節：一是繼續堅持龍頭發展戰略，積極推進「百十億工程」（即五年內培育出10家產值超百億、100家產值超10億的具有知識產權的高科技企業）。二是加快實現項目結構優化，更加突出科技和服務業招商，力爭5年內集聚各類軟體企業超1000家、生物納米項目超500個、服務外包營業額超500億元。三是注重提高集約發展水平，切實提高工業用地門檻，推進「騰籠換鳥」、「優二進三」，力爭中新區每平方公里工業用地投資強度超20億美元。
2、瞄準建成科技創新「新矽谷」，打造最具活力的創新體系。加快工作重點從載體功能建設向創新主體培育轉型，通過加快亮點培育、扶持引導、科技人才「三大聚焦」，重點扶持50家擁有全國、全球領先專利技術的領軍人才創業項目，力爭「十一五」期末，R&D投入佔GDP比重達5%，聚集各類研發機構超200家、高新技術企業1000家，高新技術產業產值占工業總產值比重超70%，專業技術人員占就業人口比重超70%，其中留學人員和碩士以上人才佔比達15%。
3、瞄準建成功能要素的集聚區，打造最佳的人居創業環境。以CBD開發建設為龍頭，大力發展總部經濟和商務經濟，努力實現從「世界工廠」向「世界辦公室」轉變。以中心城市向東推進為契機，大力推進環金雞湖商圈與唯亭島開發，努力打造全市最繁華的月光經濟集聚區、高檔時尚購物街區和文化休閑旅遊度假區。以國家生態工業示範園區創建為抓手，積極推進「碧水藍天工程」，加快打造資源節約型、環境友好型的生態示範區。
4、瞄準建成和諧社會示範區，打造最具魅力的和諧園區。力爭成為「三個新示範」，即：積極實施「走出去」戰略，加強境外國際合作和省內南北掛鉤，爭當區域合作和中外經濟技術交流的新示範；進一步提升周邊鄉鎮的經濟發展質量、環境建設水平、富民工作成效，爭當社會主義新農村建設的新示範；大力創建法治園區、平安園區、文化園區、誠信園區、綠色園區，促進社會全面進步和人的全面發展，爭當和諧社會構建的新示範。
2008年1月31日
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No. 五百強名稱 No. 項目名稱
1 德國西門子集團 1 德利多富信息系統(蘇州)有限公司
2 西門子聽力技術（蘇州）有限公司
3 西門子物流與裝配設備（蘇州）有限公司
2 韓國三星電子 4 三星電子(蘇州)半導體有限公司
5 蘇州三星電子有限公司
6 蘇州三星電子液晶顯示器有限公司
7 三星半導體（中國）研究開發有限公司
8 蘇州三星電子電腦有限公司
3 日本富士通 9 富士通多媒體部品（蘇州）有限公司
10 蘇州工業園區國信方舟軟體技術有限公司
4 美國高特利集團 11 納貝斯克食品(蘇州)有限公司
5 英國BOC集團 12 比歐西氣體(蘇州)有限公司
6 美國禮來制葯公司 13 禮來(蘇州)制葯有限公司
7 美國百得集團 14 百得（蘇州）電動工具有限公司
15 百得（蘇州）科技有限公司
16 百得（蘇州）精密製造有限公司
8 美國百特公司 17 蘇州百特醫療用品有限公司
9 日本國株式會社日立製作所 18 瑞薩半導體（蘇州）有限公司
19 日立儀器（蘇州）有限公司
20 日立顯示器件（蘇州）有限公司
21 日立金屬（蘇州）電子有限公司
22 日京創業（蘇州）食品有限公司
23 日立汽車部件（蘇州）有限公司
24 日立工程建設（蘇州）有限公司
25 日立醫療系統（蘇州）有限公司
26 台日科技（蘇州）有限公司
27 日立化成工業（蘇州）有限公司
28 東機工汽車部件（蘇州）有限公司
29 東機工壓縮機（蘇州）有限公司
30 日立信息系統（上海）蘇州分公司
31 日立物流蘇州事務所
32 日立電線(蘇州)精工有限公司
10 日本住友株式會社 33 蘇州住友電木有限公司
34 住友制葯（蘇州）有限公司
11 美國霍尼韋爾國際集團 35 德聯覆銅板(蘇州)有限公司
36 凱聯航空發動機（蘇州）有限公司
12 美國艾默生電氣公司 37 艾默生環境優化技術((蘇州)有限公司
38 艾默生環境優化技術(蘇州)研發有限公司
13 法國萊雅集團 39 蘇州尚美國際化妝品有限公司
40 美寶蓮（蘇州）化妝品有限公司
14 英國葛蘭素斯密斯克林公司 41 葛蘭素史克制葯(蘇州)有限公司
15 日本久保田株式會社 42 久保田農業機械（蘇州）有限公司
16 日本丸紅株式會社
17 德國戴姆勒-克萊斯勒集團 43 安特優發動機工程（蘇州）有限公司
18 美國德爾福公司 44 德爾福德科電子系統（蘇州）有限公司
45 德爾福電子（蘇州）有限公司
19 英國BP公司 46 蘇州碧辟液化石油氣有限公司
20 荷蘭皇家飛利浦電子股份有限公司 47 飛利浦半導體（蘇州）有限公司
48 飛利浦創能科技（蘇州）有限公司
21 美國杜邦公司 49 杜邦光掩膜(蘇州)有限公司
22 芬蘭諾基亞電信公司 50 諾基亞（蘇州）電信有限公司
23 德國ZF集團 51 采埃孚傳動技術（蘇州）有限公司
24 瑞士迅達控股集團 52 迅達電子(蘇州)有限公司
25 法國阿爾卡特集團 53 阿爾卡特蘇州通訊有限公司
26 荷蘭阿克蘇-諾貝爾集團 54 依卡化學品（蘇州）有限公司
27 法國道達爾集團 55 哈金森工業橡膠製品（蘇州）有限公司
28 美國伊頓公司 56 伊頓電氣（蘇州）有限公司
29 日本三井金屬礦業株式會社 57 三井銅箔（蘇州）有限公司
30 德國博世控股公司 58 博世汽車部件（蘇州）有限公司
59 博世技術中心（蘇州）有限公司
31 法國索迪斯聯合公司 60 索迪斯（蘇州）餐飲服務有限公司
32 法國歐尚集團 61 蘇州歐尚超市有限公司
62 蘇州工業園區頤莫尚置業有限公司
33 英國翠豐集團 63 蘇州百安居裝飾建材有限公司
34 美國旭電公司 64 旭電(蘇州)科技有限公司
35 松下電器產業株式會社（日本） 65 松下電器研究開發（蘇州）有限公司
66 蘇州松下生產科技有限公司
36 日本旭化成株式會社 67 旭化成電子材料（蘇州）有限公司
37 法國家樂福 68 蘇州悅家超市有限公司
38 日本三菱株式會社 69 華菱科技（蘇州）有限公司
39 三井物產株式會社（日本） 70 三井電子薄膜（蘇州）有限公司
71 蘇州三井國際物流貿易有限公司
40 達能集團 72 達能食品（蘇州）有限公司
41 新日本制鐵株式會社 73 蘇州日鐵金屬製品有限公司
新日本制鐵株式會社 74 日鐵特殊鋼棒線製品(蘇州)有限公司
42 日本美達王株式會社
43 日本豐田通商
日本豐田通商 75 倫特製造（蘇州）有限公司
44 挪威海德魯公司 76 海德魯鋁業（蘇州)有限公司
45 日本新日礦公司 77 蘇州日礦材料有限公司
78 日礦宇進精密加工(蘇州)有限公司
46 德國巴斯夫公司 79 巴賽爾聚烯烴工程塑料（蘇州）有限公司
47 皇家殼牌集團（荷蘭）
48 明尼蘇達礦業與製造業公司(3M公司) 80 3M材料技術（蘇州）有限公司
49 伊藤忠商事株式會社 81 曙光制動器（蘇州）有限公司
50 日本富士膠卷 82 富士膠片電子材料(蘇州)有限公司
83 富士膠片印版(蘇州)有限公司
51 日本旭硝子株式會社 84 旭硝子特種玻璃（蘇州）有限公司
52 美國美鋁公司 85 美鋁緊固件系統（蘇州）有限公司
86 美鋁建築產品（蘇州）有限公司
53 美國食品機械和化學品公司 87 蘇州富美實植物保護劑有限公司
54 美國輝瑞制葯公司 88 蘇州膠囊有限公司
55 日本近鐵集團 89 蘇州近鐵倉儲有限公司
56 喬治亞-太平洋（美國） 90 可隆喬治亞太平洋化學（蘇州）有限公司
57 株式會社神戶制鋼所（日本） 91 蘇州神鋼電子材料有限公司
92 蘇州神商金屬有限公司
58 聖戈班（法國） 93 聖戈班高功能塑料（蘇州）有限公司
94 聖戈班磨料磨具（蘇州）有限公司
59 泰科國際（美國） 95 泰科電子（蘇州）有限公司
60 美國摩根士丹利 96 蘇州深國投商用置業有限公司
61 美國強生 97 強生（蘇州）醫療器材有限公司
62 美國通用汽車 98 蘇州嘉邁房地產服務有限公司
63 加拿大瑪格納公司 99 蘇州大世英提爾汽車座椅部件有限公司
64 匯豐控股（英國） 100 香港上海匯豐銀行有限公司蘇州分行
65 日本財產保險 101 日本財產保險蘇州代表處
66 卡特彼勒（美國） 102 卡特彼勒（蘇州）有限公司
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出口加工區部分企業
蘇州法拉鼎電機有限公司
邁科科技(蘇州工業園區)有限公司
北美聯通訊科技（蘇州）有限公司
蘇州貝斯安貝安全系統有限公司
達南美克（蘇州）電子高科有限公司
泰科電子（蘇州）有限公司
蘇州畢畢西通訊系統有限公司
輝煌硬碟部件（蘇州）有限公司
蘇州長城開發科技有限公司
蘇州聯塑科技有限公司
提雅緊固系統（蘇州）有限公司
新義半導體（蘇州）有限公司
惠能光學（蘇州）有限公司
蘇州藝達思精密技術有限公司
固瑞克流體設備（蘇州）有限公司
碌微電子材料（蘇州）有限公司
利貝特表面處理（蘇州）有限公司
倫特製造（蘇州）有限公司
諾可帝傢具（蘇州工業園區）有限公司
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一般發光細菌沒有毒性，分解蛋白質後不形成毒物。但是發光細菌的發光強度對毒性物質很敏感，被應用於水環境質量監測中，評估毒性，所以常常被毒性。
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