（1）光复活机理

目前，关于光复活的研究较多，一般认为，光复活的发生包括两步（见图1）。第一步：光复活酶-嘧啶二聚体络合物的形成。一个光复活酶（PRE）结合一个嘧啶二聚体形成一个络合物（complex）。此过程可逆，但是络合物的形成反应在动力学上极易发生（k1>>k2）。这一步不需要光照。络合物的形成速度和温度、pH 及离子强度等有关。

第二步：光复活酶及已修复的DNA 的释放。光照促使光复活酶起到催化作用，导致嘧啶二聚体的解聚，形成嘧啶单体；同时光复活酶从光复活酶-嘧啶二聚体络合物中释放出来。嘧啶二聚体恢复为初始的单分子的反应速率取决于复活光的能量以及相关的反应动力学。对不同的微生物，起催化作用的复活光波长各不相同，但一般都在310~490nm 之间。

图1 光复活两步反应机制

由于嘧啶二聚体解聚为单嘧啶的反应一般在合适的光照条件下千分之一秒内即可发生，故光复活的程度主要取决于形成光复活酶-嘧啶二聚体络合物的数量（即第一步）。络合物的数量受限于每个细胞中光复活酶的数量及可利用性。有限的光复活酶只有通过光复活酶的再利用而实现较高的复活率。足够长的光照时间能使DNA 得到修复并释放，同时使光复活酶再生（第二步），得以与剩下的二聚体形成新的络合物（第一步）再次催化嘧啶二聚体解聚。

（2）具有光复活能力的微生物

微生物的光复活能力与光复活酶的作用相关。光复活酶在生物中广泛存在，如在细菌、蓝绿藻、真菌、高等植物以及所有主要脊椎动物群中都有发现，但有胎盘的哺乳动物例外。目前对这些例外产生的原因还没有探明。表1列出了已有研究中发现具有光复活能力的微生物。不同种类的微生物光复活特性不同，可能的原因之一是不同微生物光复活所需的最适波长不同。但是关于微生物光复活最适波长的研究很少。有研究表明，大肠杆菌光复活最适波长在360 nm左右，灰色链霉菌光复活的最适波长为440 nm，项圈藻的最适波长为352.5和383 nm。

同一属不同种的细菌的复活能力也不尽相同。值得指出的是，不同的研究中，对同一种菌光复活与否的结论并不相同。比如，Lindenauer认为Bacillus subtilis 没有光复活现象，而Hassen研究观测到Bacillus subtilis有光复活的现象。对于E. coli O157:H7，有研究未发现光复活现象，而另一研究中发现低压灯照射后有光复活，而中压灯照射后未检测到光复活。另外，研究发现，尽管隐孢子虫可以复活，但是感染性并没有恢复。这意味着复活的微生物由于自身某些特性的丧失，其对环境安全的危害性可能会降低。复活后微生物特性的变化是值得关注的问题。

表1  微生物的光复活

来源：《再生水水质安全评价与保障原理》，胡洪营、吴乾元、黄晶晶、赵欣等 著，科学出版社，2011.4
关键词：再生水，污水再生利用，污水处理工艺，回用，水循环，供水，水质标准，风险控制，水质安全评价