隨著工農業生產發展和人們生活水平提高，排放到環境中的汙染物不僅數量大大增加，而且其成分也越來越複雜，其中的某些汙染物對微生物有毒、有些則很難降解。因此通常所用的處理以生活汙水為主的活性汙泥法就很難用於這類汙染物的處理，需要采用一些特殊的方法或篩選具有特殊降解功能的微生物才能滿足環境保護的要求。
自然界中各種微生物間存在複雜的相互依賴關係，我們就可以利用這些關係用於處理有害有毒汙染物。在處理有害有毒汙染物的微生物混合培養中，主要是利用互惠共生或共棲現象。另外，許多微生物並不是天生就具有降解有害有毒汙染物的能力，而是通過馴化而逐漸“學會”的，即催化有毒化合物的酶係是可以誘導的，各種微生物相互之間的密切關係也是在馴化過程中慢慢形成的。
有些微生物群會形成以特殊營養物為紐帶的相互聯係。例如，諾卡菌能夠單獨氧化環己烷，但必須有假單胞菌為其提供生長因子，特別是生物素，若環己烷是唯一的碳源，這兩種細菌必須混合進行培養；在55~65℃的條件下從土壤中分離得到的嗜熱微生物群能在含十六烷的最低培養基中生長，但如挑單菌落進行培養則不能生長，說明這種嗜熱微生物需要其伴生菌為其提供生長因子。因此嗜熱微生物群也必須共同培養才能降解特定的底物十六烷。
有些微生物群則通過消耗抑製性產物而相互聯係。這種關係的一個典型例子是:甲烷菌產生的甲烷對假單胞菌的生長有抑製作用，而生絲微菌屬（Hyphomicrobium）則可以利用甲烷，從而消除了對假單胞菌生長的抑製。因此這三類微生物的共存有利於假單胞菌的生長，並進而促進其對有害有毒汙染物的降解。
在含地衣二酚的培養基中進行馴化富集時，會形成假單胞菌、亞麻短杆菌（Brevibacte- rium linens）和角質菌（Curtobacterium）共存的三元群落，但是，隻有當假單胞菌存在時，後兩類細菌才能在含地衣二酚的培養基中生長，這說明假單胞菌為它們提供了基本的生長條件。
有些有毒化合物的降解不是群落中某種微生物的作用，而是依賴於群落中各微生物的協同作用，直至完全礦化。這說明單獨一種微生物並不具備有毒化合物徹底降解的全部酶係，而是借助於各種微生物的接力作用，共同完成降解任務。這樣的例子很多，如將能夠降解苯乙烯的微生物群落混合培養，能夠檢測到苯乙醇和苯乙酸等中間產物；又如在一個降解氯代苯甲酸的厭氧微生物群中，第一類微生物將氯代苯甲酸降解為苯甲酸，第二類則進一步將苯甲酸降解為乙酸、CO2和H2，最後由產甲烷螺菌轉化為甲烷。
在降解有毒化合物時，如果有毒化合物本身不能作為微生物的碳源及能源，有時還需要加入碳源（如葡萄糖）才能使它們生長，但微生物所產生的酶係卻能代謝有毒化合物。
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