《Bioresource Technology Reports》：Microbial deodorant formulations: Application performance and influencing factors across environmental scenarios
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摘要来自畜牧业、有机废物处理、废水系统和农村卫生设施的异味污染仍然是一个持续存在的环境问题。微生物除臭剂作为一种低成本且环保的解决方案，受到了越来越多的关注。然而，其在不同应用场景下的表现差异很大，配方在决定实际效果中的作用尚不明确。本文从配方设计的角度探讨了微生物除臭剂的制备方
摘要
来自畜牧业、有机废物处理、废水系统和农村卫生设施的异味污染仍然是一个持续存在的环境问题。微生物除臭剂作为一种低成本且环保的解决方案，受到了越来越多的关注。然而，其在不同应用场景下的表现差异很大，配方在决定实际效果中的作用尚不明确。本文从配方设计的角度探讨了微生物除臭剂的制备方法，概述了主要的配方类型（包括液体、粉末、颗粒和微胶囊形式），并总结了这些配方在主要异味产生场景下的应用效果。分析指出三种影响性能的关键因素：微生物的存活能力和活性、质量传递以及微生物的滞留情况，而环境压力是影响这三个因素的共同条件。通过将配方特性与应用结果联系起来，本文揭示了现有研究报告中表现不一致的问题，并指出了实验设计和评估方面的关键差距。这些见解为更系统地比较不同配方策略提供了依据，有助于开发出更有效的微生物除臭产品以供实际使用。
引言
异味污染是一种常见的大气问题，它发生在畜牧业、废水和污泥处理、堆肥、食物废物处理以及农村卫生系统中（Barbusinski等人，2017；Andraskar等人，2021；Piccardo等人，2022）。这些异味排放物具有复杂的化学成分，通常含有硫化合物、氮化合物和挥发性有机化合物（VOCs）。许多这类化合物即使在非常低的浓度下也会引起强烈的感官刺激，长期暴露还可能对健康构成风险（Barbusinski等人，2017；Piccardo等人，2022）。由于异味来源和成分的多样性，单一的物理或化学方法往往难以同时实现高效和低成本的处理。因此，微生物除臭作为一种环保解决方案越来越受到重视，其早期研究可追溯到20世纪80年代（Ohta和Kuwada，1988）。
微生物除臭依赖于具有特定代谢功能的微生物，这些微生物能将异味化合物转化为无味或危害较小的物质（Barbusinski等人，2017）。主要的作用途径包括氮化合物的硝化、硫化合物的氧化以及VOCs的生物氧化（Barbusinski等人，2021）。这些过程可以将VOCs转化为CO2、H2O或低分子量有机酸（González-Cortés等人，2024）。图1展示了微生物除臭剂的除臭机制示意图。实际应用中，微生物除臭通常通过直接接种或管道末端生物系统（如生物滤池和生物滴滤池）来实现（Aguirre等人，2021；Su等人，2023）。
有效的异味管理需要同时防止异味产生和处理已产生的异味。采取通风、湿度控制、及时清除粪便和适当翻动堆肥等措施可以减少厌氧条件，从而限制异味的产生；当单独依靠源头控制不够时，仍需进行管道末端处理（Toledo和Mu?oz，2025）。所需的控制水平也受当地法规的约束，不同地区的法规可能规定了异味浓度、个别污染物的限制值、分离距离或在敏感接收点允许的异味频率（Brancher等人，2017）。因此，没有统一的阈值适用于所有设施和地区，旨在限制异味扰动的标准也不一定基于健康标准。
尽管人们对微生物除臭的兴趣日益增加，但大多数研究集中在菌株筛选、菌群构建和短期实验室性能上，而对从微生物功能到实际应用的转化关注较少。微生物在储存、运输和现场使用过程中的存活能力和活性可能会下降，这些影响还可能受到环境压力的影响（Rojas-Sánchez等人，2022；Wang等人，2025a）。因此，实际应用效果不仅取决于微生物的代谢能力，还取决于其配方设计和释放方式。微生物除臭剂通常以液体、粉末、颗粒或微胶囊形式制备（Luft和Mazutti，2025），这些形式在微生物保护、底物可利用性、持久性、储存和应用特性方面存在差异（Morgan等人，2006；Luft和Mazutti，2025）。然而，以往的研究大多分别探讨了生物除臭和微生物配方技术，而对配方设计如何影响不同环境下的除臭效果关注不足。本文因此综合考虑了畜牧业、堆肥、废水处理和农村卫生设施中的主要配方类型，并以微生物活性、质量传递和滞留作为解释实验结果和特定场景配方要求的共同框架。
章节摘录
研究方法
文献检索通过Web of Science、Scopus、Google Scholar和Crossref进行，采用结构化搜索方法。搜索词涵盖四个类别：微生物除臭和异味控制；目标异味物（如氨、硫化氢、吲哚、 skatole和挥发性有机化合物）；配方类型（如液体接种剂、粉末、颗粒、固定化和微胶囊化）；以及应用场景（如畜牧业、粪便管理、堆肥、废水处理）
主要配方类型及其特性
根据物理形态，微生物除臭剂可分为四种主要类型：液体接种剂、粉末和湿溶性粉末、颗粒以及微胶囊制剂（Bashan等人，2014；Luft和Mazutti，2025）。这些类型在细胞保护、储存稳定性、应用方法和环境适应性方面存在差异，这些差异会影响它们在不同应用条件下的表现。
不同配方在典型异味产生场景下的应用效果
微生物除臭剂已应用于畜牧业、有机废物堆肥、废水处理和农村卫生设施（Fan等人，2020；Andraskar等人，2021；Yan等人，2024；Lyu等人，2024）。这些环境在排放模式、湿度条件和管理方式上存在差异，对配方性能提出了不同要求（表2，图3）。然而，本综述中没有任何研究直接比较了使用相同菌株的不同配方类型在相同条件下的效果
影响配方效果的关键因素
上述研究表明，配方效果不能简单地用“液体配方见效快”、“粉末稳定性高”或“微胶囊具有保护作用”等假设来解释。实际上，微生物除臭剂的效果取决于配方与目标环境主要限制条件的匹配程度。在不同场景中，有三个因素反复影响性能：微生物活性、质量传递和微生物滞留（De
挑战与未来展望
微生物除臭剂配方仍是一个新兴领域。尽管许多研究报道了有希望的异味减少效果，但由于实验在微生物菌株、污染物类型、载体材料、操作条件和评价方法上存在很大差异，直接比较不同配方仍较为困难。因此，目前虽然有许多成功的案例研究，但通用性的设计原则却很少。
结论
本文从配方设计的角度分析了微生物除臭剂。现有研究表明，实际应用效果不仅取决于微生物的代谢能力，还取决于其在应用过程中的保存、释放和滞留方式。液体接种剂通常具有快速激活和便捷使用的优点，粉末和颗粒则具有更好的储存和运输性能，而固定化或微胶囊化系统则具有更强的
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资助
本项目得到了中国国家重点研发计划（项目编号：2022YFD1601001–03）的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的利益冲突或个人关系。
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