综述：极端环境微生物生物修复：从实验室验证到工艺转化的现状、挑战与展望

《Applied Microbiology and Biotechnology》：From capability to deployment: closing the translational gap in extremophile-mediated bioremediation

　　

摘要

极端环境生物是环境生物技术中一个反复出现的问题的反复答案：许多最需要处理的废物流过于高盐、高温、高酸性或高碱性，常规微生物无法有效处理。那些不仅能够耐受甚至需要这些条件的生物体，原则上可以直接作用于此类废物流，而且其极端生态位本身就构成了防止污染的屏障，这也正是开放式、非无菌处理的前提。关于哪些极端环境生物降解哪些污染物的文献目录现在已经非常庞大，在某些方面也已趋于成熟。然而，关于这些研究能否在实验室之外发挥作用，则远未定论。本综述回顾了极端环境生物已证实的降解能力，并着重关注了从有能力的菌株到可部署工艺之间的转化鸿沟。六个问题反复出现：现场和中试验证的稀缺，尤其是对嗜盐和工程化系统而言；在真实废物所呈现的多污染物、多胁迫因子基质上的表现；关于受控或设计好的菌群是否优于单一分离菌株的开放性问题；对全氟和多氟烷基物质（PFAS）等难降解污染物的活性，我们未找到任何嗜盐生物的报道；用于限制工程和生物封闭的遗传工具箱尚不成熟；将处理与资源回收相结合这一鲜被探索的路线；以及技术经济性和生命周期证据的匮乏。针对每个问题，我们指出了能够弥补其差距的实验和分析，并在全篇中区分了真正文献中缺失的内容和可能仅仅属于报道不足的内容。

要点

• 极端环境微生物介导的生物修复已在实验室中得到证实，但很少在现场得到验证。

• 在所检索的文献中，未找到嗜盐型PFAS脱氟的报道，与嗜酸性和中温型微生物不同。

• 将处理与资源回收相结合是一条有前景但尚未证实的途径。