微生物的環(huán)境保護

劉本慧　席悅　周國鑫

摘 要：微生物在環(huán)境保護中起著重要的作用，全球性環(huán)境問題正在日益加劇，全球氣候正在變暖，海平面上升、氣候異常，自然災(zāi)害頻繁，土地沙漠化等等，環(huán)境惡化已經(jīng)給人類敲響了警鐘，環(huán)境保護刻不容緩。常規(guī)方法已經(jīng)很多了，本文主要介紹了微生物在環(huán)境保護中起的重要的作用以及微生物在水污染治理、大氣污染治理及微生物除臭、生物修復(fù)等方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：微生物 污染 環(huán)境保護 應(yīng)用 前景

微生物與動物，植物一樣，是自然界的重要組成部分，微生物生產(chǎn)與動植物生產(chǎn)并列為生物產(chǎn)業(yè)的三大支柱。微生物功能群在不同的生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要功能，對系統(tǒng)的穩(wěn)定與發(fā)展起著不可替代的作用。如微生物在能源開發(fā)，清潔生產(chǎn)中的作用;在石油開采，石油和煤炭脫硫，生物制漿，可降解塑料生產(chǎn)中的作用;在環(huán)境保護，環(huán)境修復(fù)與環(huán)境治理中的作用;在礦產(chǎn)形成及生物冶金中的作用;以及微生物在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、水生生物學(xué)中的作用等。微生物在地球生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)過程中作為分解者，起著“天然環(huán)境衛(wèi)士”的作用。而且微生物種類繁多，分布廣泛，資源豐富，是人類最寶貴、最具開發(fā)潛力的資源庫。污染物的降解轉(zhuǎn)化、資源的再生利用、無公害產(chǎn)品的生產(chǎn)開發(fā)、生態(tài)保護等方面微生物都能發(fā)揮重要作用。因此，對微生物的環(huán)境保護功能世界各國都極為重視，投入大量人力、物力進行研究開發(fā)，取得了許多成果。

一、污染環(huán)境的廢棄物的生物處理

世界各國的科學(xué)家和工程技術(shù)人員，針對環(huán)境污染的問題和不同的環(huán)境污染類型，發(fā)展了各種處理辦法。主要可以分為三大類：化學(xué)法（如絮凝沉淀法）、物理法（過濾）和生物法（如活性污泥法）。這三類方法也可以結(jié)合使用。在污染物的處理中，雖然物理、化學(xué)方法作出了一定的貢獻，但由于這些方法存在投資大、成本高、二次污染的問題，因而逐漸被生物法所代替。生物處理（Biotreatm en t）也叫生化處理，是指利用處理系統(tǒng)中的生物， 特別是微生物的代謝活動以及各種特性來處理各種廢棄物的過程。主要是針對各種污染源和小范圍的環(huán)境污染。生物技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無二次污染等顯著優(yōu)點，為從根本上解決環(huán)境問題提供了希望，因而越來越受到人們的青睞。

1.1城市垃圾生物處理技術(shù)

固體廢棄物的處理有很多方法，如填埋、堆肥、焚燒、用來發(fā)電等。垃圾的填埋處理不僅需要侵占大量的土地資源，而且需要很長時間（一般至少50-100年）才能完全使所填埋的垃圾無害化，因此填埋了垃圾的土地長期不能使用，而且填埋于地下的垃圾，絕大部分是有機物，在厭氧微生物的作用下進行發(fā)酵，能產(chǎn)生大量的沼氣逸出地面，遇火即可發(fā)生火災(zāi);填埋的垃圾還可能污染地下水。垃圾焚燒同樣也存在火災(zāi)的隱患，同時焚燒時還會產(chǎn)生大量廢氣，造成對環(huán)境的再次污染，我們稱這種污染為二次污染。較好的物理方法是利用垃圾發(fā)電。這在發(fā)達國家是一種普遍采用的處理城市垃圾的方法，我國也建立了幾座垃圾發(fā)電廠，但目前在我國還不能普遍推廣，因為成本很高。垃圾堆肥是較原始的簡易的固體垃圾生物處理方法。主要是利用垃圾中原本帶有的微生物進行自然發(fā)酵這種方法雖可以采用，但所需的處理時間長，處理量小，發(fā)酵過程不易控制。現(xiàn)在發(fā)展了新的城市垃圾生物處理工藝。這種工藝是先經(jīng)過過篩，回收可再生資源后，引入具有特定功能的微生物（主要是一些能高效降解有機物質(zhì)，如纖維素、脂肪、蛋白質(zhì)的微生物）進行好氧處理或厭氧發(fā)酵，加速發(fā)酵過程，同時還可以收集所產(chǎn)生的沼氣。經(jīng)過充分發(fā)酵后的垃圾是一種很好的農(nóng)業(yè)肥料。如果實現(xiàn)垃圾處理工廠化，可以使發(fā)酵周期縮短（1-2星期），并且處理量較大。發(fā)酵過程可以實現(xiàn)全自動化控制，發(fā)酵后形成的肥料的質(zhì)量也能得到保證。

二、微生物在環(huán)境保護方面應(yīng)用

2.1水污染治理中的應(yīng)用

污水污水處理技術(shù)是利用微生物正常代謝程對廢水中各種污染物進行遷移和轉(zhuǎn)化作用，使廢水得到凈化的目的。微生物在常規(guī)條件下經(jīng)過酶催化即完成，因此，處理費用低廉，微生物具有來源廣，易培養(yǎng)，繁殖快，對環(huán)境適應(yīng)性強和易實現(xiàn)變異等特性，能適應(yīng)各種各樣的廢水，處理水質(zhì)范圍特別廣。

（1）污水中有機物的降解。人類在生活和生產(chǎn)中所產(chǎn)生的污水按主要成分，可分為有機污水、無機污水和綜合污水。有機污水是指污水中污染物主要是有機物質(zhì)，一般具有生物可降解性。生活污水常具有如下特征：水質(zhì)渾濁、色深、具有惡臭、呈微堿性，但一般不含有毒物質(zhì);固體物質(zhì)含量很低，僅占總重量的0.1%～0.2%;有機雜質(zhì)約占60%，有機成分占全部懸浮物總量的四分之三以上。微生物群體依靠細胞壁將污水中的有機物質(zhì)吸收消化，同時產(chǎn)生一定的代謝物質(zhì)，再作為其他微生物的養(yǎng)料，進行吸收消化，周而復(fù)始，直至污水中的有機物質(zhì)全部分解。而且微生物分解有機物的能力是驚人的，微生物幾乎能分解自然界中存在的一切有機物。

（2）廢水中重金屬的去除。重金屬污染主要來源于這些重金屬：鉛、銅、汞、鉍、鎘、砷、鉻、氟、鎳。我國每年有1200萬噸糧 食遭到重金屬污染，直接經(jīng)濟損失超過200億元。

2.2 大氣污染治理中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，人類向大氣中排放出大量有毒有害氣體，對環(huán)境造成了嚴重污染。利用物理化學(xué)方法處理廢氣雖然處理效果較好，但要求高溫高壓條件，需要大量的催化劑和其他化學(xué)藥劑，而且嚴重腐蝕設(shè)備，產(chǎn)生二次污染等。而微生物對污染物均用較強、較快的地適應(yīng)，并可使廢氣得到降解和轉(zhuǎn)化。同常規(guī)的廢氣處理方法相比，微生物法以其處理效果好、設(shè)備簡單投資及運行費用低、安全性好、無二次污染、易于管理等優(yōu)點，逐漸應(yīng)用于空氣污染控制中。

三、微生物在環(huán)境保護方面的發(fā)展前景

環(huán)境微生物開發(fā)前景是不可限量的。自本世紀70年代以來，發(fā)達國家就十分重視生物技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，并開展了大量的科研活動。已開發(fā)了一系列的微生物技術(shù)及其產(chǎn)品，并在世界上廣泛應(yīng)用于污水處理、大氣凈化及污染環(huán)境介質(zhì)治理等諸多方面。而且微生物在可再生能源方面亦將發(fā)揮重大作用。

總 結(jié)

通過上述的論文中，我們可以了解微生物在環(huán)境保護中起著具有重要的作用，對社會生產(chǎn)力的發(fā)展具有重要的意義。特別是在新興的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中，微生物的作用更是不可替代的。但是與高等動植物相比，已知微生物種類只是估計存在數(shù)量的很小的一部分。可以想象，既然對少數(shù)已知微生物的研究就已為人類做出了重要貢獻，隨著現(xiàn)代生物工程和技術(shù)的不斷發(fā)展，人們正在不斷完善和改進現(xiàn)有技術(shù)和方法。可以預(yù)言，微生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用必將取得更大的進步和發(fā)展。通過對多樣微生物的開發(fā)必然會為社會帶來巨大利益。所以，微生物學(xué)事業(yè)方興未艾。

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作者簡介：劉本慧（1998—），性別：女，漢族，籍貫：山東省臨沂市沂南縣;

席悅（1998—），性別：女，漢族，籍貫：山東省臨沂市羅莊區(qū);

周國鑫（1999—），性別：女，漢族，籍貫：山東省泰安市。