微生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用前景廣闊

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)的環(huán)境污染問(wèn)題類(lèi)型多樣，無(wú)機(jī)污染、有機(jī)污染和新型污染物混雜，情況嚴(yán)峻。尋找有效和適宜的修復(fù)方法是當(dāng)前生態(tài)環(huán)境-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)和諧發(fā)展的迫切需求。

生物修復(fù)具有不改變載體介質(zhì)物理性質(zhì)、不易產(chǎn)生二次污染、操作簡(jiǎn)單成本低、適用于大面積污染修復(fù)等優(yōu)勢(shì)，成為應(yīng)用前景最廣的修復(fù)手段，尤其是微生物修復(fù)技術(shù)備受關(guān)注。該類(lèi)技術(shù)主要利用微生物生長(zhǎng)代謝過(guò)程，將污染物吸收、降解、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，最終將有毒有害的污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。

然而，微生物修復(fù)存在一些共性的科學(xué)認(rèn)識(shí)和技術(shù)瓶頸問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)在污染環(huán)境中，調(diào)控真正具有降解和轉(zhuǎn)化污染物的微生物功能類(lèi)群的生長(zhǎng)和代謝，以達(dá)到修復(fù)效率最大化的目的還很有挑戰(zhàn)。

微生物修復(fù)的科學(xué)研究應(yīng)聚焦在擁有特殊能力的微生物功能類(lèi)群上，利用生物學(xué)的新技術(shù)實(shí)現(xiàn)污染環(huán)境中原位功能微生物類(lèi)群多樣性和豐度的快速檢測(cè)，在生態(tài)學(xué)的指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)定向調(diào)控原位功能微生物類(lèi)群達(dá)到高效、經(jīng)濟(jì)、無(wú)二次污染修復(fù)環(huán)境的目標(biāo)。

微生物個(gè)體雖小，但它們組合之后的影響巨大，隨著近年來(lái)基因組測(cè)序、成像和計(jì)算工具等方面的進(jìn)展，科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)始揭示微生物群落在人類(lèi)健康、糧食生產(chǎn)和氣候變化等領(lǐng)域所產(chǎn)生的巨大影響。

在環(huán)境和生態(tài)領(lǐng)域，對(duì)微生物群落的研究更具有現(xiàn)實(shí)意義和廣闊前景。一方面自然界的微生物物種天然具有各種污染物的降解能力，并能夠進(jìn)化出針對(duì)新型人造物質(zhì)的降解能力，例如近期降解塑料瓶(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯, PET)細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)，而且現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)中包括活性污泥法、沼氣利用在內(nèi)的大量技術(shù)就是基于天然微生物群落的作用；但另一方面，我們對(duì)微生物群落的利用卻還停留在初級(jí)階段，不管微生物群落的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各物種的功能差別，只關(guān)注其整體體現(xiàn)出來(lái)的效果，因此在定向調(diào)控或增強(qiáng)微生物群落內(nèi)特殊微生物功能類(lèi)群上依然有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

雖然微生物修復(fù)手段在污染物降解和轉(zhuǎn)化中應(yīng)用十分廣泛，但是我們對(duì)與降解轉(zhuǎn)化過(guò)程密切相關(guān)的功能菌群的認(rèn)識(shí)還有很多不足，無(wú)法實(shí)現(xiàn)定向調(diào)控土著微生物的生長(zhǎng)代謝，來(lái)促進(jìn)污染物快速降解和轉(zhuǎn)化的目標(biāo)，也無(wú)法解決原位修復(fù)技術(shù)中周期長(zhǎng)和效率低的問(wèn)題。

我們?cè)谘械摹段廴经h(huán)境中功能微生物類(lèi)群的快速識(shí)別和原位調(diào)控》項(xiàng)目擬選典型的污染物，對(duì)這些污染環(huán)境中的微生物功能菌群利用高通量測(cè)序手段實(shí)現(xiàn)快速而全面的識(shí)別；監(jiān)控原位污染物降解轉(zhuǎn)化過(guò)程中功能群落各物種之間，以及與環(huán)境因素之間的關(guān)系，進(jìn)一步優(yōu)化原位修復(fù)的定向調(diào)控方案，完善原位修復(fù)的理論體系，為污染場(chǎng)地的原位微生物生態(tài)修復(fù)提供理論和技術(shù)依據(jù)。