環境中微生物處理的有效應用

貴州省環境工程評估中心 方學強

在當今社會發展中，人類由于時間的變遷導致他們的生存方式和生活理念都發生了改變，人類對自然環境的改變也更加重視，注意到自然環境改變會更人們生存造成的后果，開始人類只關注城市的發展而現如今人們對環保建設的關注程度愈來愈高。在社會發展中，人類對生存質量的需求以及對自身外部環境的影響都會影響著社會環境的發展，同時自然環境的變遷也影響著人類的生存質量，所以應更加重視環保工程的重要意義。

細菌是生物界廣泛出現的一個特殊類群，它們大多體積小，肉眼根本無法看到，但卻在人們的日常生活中處處出現，并且時時刻刻影響著人們。細菌的增殖速度很快，而且種類也很多，在新陳代謝活動中，就可以把大量對環境產生危害的生物或有害化學物質轉化為有利于城市生態平衡的無機物。而在有效利用微生物方法在處理城市污染方面，其有著范圍廣、成本低、周期短且沒有二次污染的突出優點，在經過微生物技術處理后，可以凈化城市土地、空氣和水體，從而顯著提高城市的生態環境。

一、微生物處理技術概述

由于當前科學技術的不斷進步，微生物技術也被廣泛應用于環保領域，由于合理利用的微生物能夠在一定程度上達到解決污染物的目的，因此進行了微生物大范圍的繁殖。同時，也由于微生物大范圍的繁殖能夠在一定程度上提高細菌在降解環保有機物方面的效果。此外，在處置污染物中的微生物學技術還牽扯到了很多技術領域。如生態技術、環境污染學、生態學等等。因為，微生物學技術具有極其巨大的吸收能力，所以能夠大范圍地處置很多垃圾。且在處置微生物中的垃圾時，并不會直接對周邊自然環境形成第二次環境污染。所以微生物學技術對于環保污水處理具有重要意義。近些年，環境污染現象已嚴重困擾著人們的日常生活，為更好地保護水質，在通過微生物技術解決環保污水問題時還應該進行不斷的探索研究。

二、影響環境工程建設的因素

（一）自然環境的惡化

在中國當前的發展階段，隨著城鎮化建設的持續發展，為切實滿足人們的生活需求，產業發展規模也在不斷擴大，在一定程度上增加了生產投入量，盡管給企業創造了很多經濟效益，但同時也產生了大量的工業生產廢料，并使自然環境造成了一定污染，自然生態環境惡劣程度的不斷增加，也在一定程度上增加了環境工程量，但同時對于環境工程的有關人員而言，這一現象也會降低了他們的工作積極性，因為他們很可能會覺得環境工作沒有任何進展，而因此降低了工作動力。

（二）工業生產的污染

在中國經濟社會發展過程中，工業制造業一直是我國高速發展的重要支撐，而制造業持續發展對提升中國社會經濟水平有著直接的促進作用。但是在產業發展不斷加速速度的今天，因為在制造業實際生產過程中，會生成一些有害的化學物質，比如某些有害廢氣，甚至是危險液體，而這些有害化學物質一旦處置得不到位，就會被直接污染大氣及水體，進而對周圍環境產生直接危害。而目前，隨著環境污染的不斷加劇，將為我國環境工程等有關工作的開展造成相當的障礙。

（三）人為因素造成的影響

環境工程在進行的過程當中，和人類的日常生活有著很大的聯系，因此有關人員在管理工程時，要將自然環境與人文環境聯系在一起，從而一定程度上保證工程管理的實效性。如果在環境工程實際建設階段中，人們并沒有樹立足夠的環保理念，那么也將無法認識到環境工程有關工作開展的必要性在很大程度上增加對環境工程的投資浪費，從而無法達到工作預想的處理效果，同時還會加大環保工作的壓力，增加了環境工程的實際處理難度。

（四）環境工程自身的影響

對自然環境進行較好的建設，是人類社會發展中必然要實現的一個目標，同時也是人類社會可以持續發展的一個關鍵性問題。不過，就環境工程的現實建設情況而言，除有自然環境原因、工業生產因素、人為因素負面影響以外，還有環境工程本身的因素影響。例如，在實際施工的流程當中，建筑施工技術還沒有達到實際要求、環保水平亟待改善，以及應用到的一些環境治理技術手段還比較落后等，這就會在一些嚴重程度上對環境工程的建設帶來負面影響。

三、微生物處理技術在環境中的應用優勢

微生物技術是從生物技術中分離而來的。微生物技術具有生物技術的特點，但又有很大的不同。其主要優勢如下：

第一，由于微生物技術對污染物的降解能力很強，同時也對廢水具有很大的吸收能力，且由于微生物技術的沉降性能和降解能力都較好，在實際使用的過程中并不要求特別嚴苛的環境條件。在生態環境治理中有較好的處理效果，甚至能夠實現對污染物較為徹底的處理。

第二，由于微生物處理技術的生產成本相對較低，和傳統的物理、化工方法比較，利用微生物技術所具有投入資金相對較小，成本較低等優點。按照現有的處理數據與表名，對微生物的處理成本僅達到了傳統物理、生化處理技術成本的三成至五成。

第三，細菌數量很多，來源非常充足，它們擁有不同的新陳代謝形式，對周圍環境中可能具有的天然污染物，基本都能夠進行分解和轉化。并且由于細菌極易培養，而且生長時間也很短，對環境的適應能力很強，所以一旦在環境當中出現了一種特殊的化合物，細菌就能利用自身誘導，形成與之相適應的酶體系，進而產生一定的新陳代謝活動，對新的物質也能迅速進行分解和轉化。還可對這種細菌進行培育增殖，特別是在某些特殊的環境里，對細菌加以培育，還可以更好地適應各種條件。

第四，微生物技術在對污染物的處理中，具有很大的生物修復功能。微生物技術不僅可以把水體中的各種污物、廢物加以去除，去掉某些有毒有害的化學物質、病菌等，而且可以在一定意義上增加透明度，減少色度，產生很高的處理效益，達到對污染物的高效處理。

總之，微生物技術在生態環境治理中有著十分廣·泛的應用。針對不同的污染物，培育具有針對性的微生物，就可以展開對生態環境的有效治理，從而達到保護環境的目的。

四、微生物處理在環境中的有效應用

（一）微生物對大氣進行有效治理

1.大氣污染的危害

全國超過100多個城市，大氣質量滿足國家一類標準的不到1%，因此大氣環境污染形勢非常嚴峻。雖然大氣環境污染并不是個很新奇的話題，但大氣環境污染對人們生產、生活的危害程度卻是不言自明的。由于社會經濟的迅速發展，社會生產中形成的各種污染物氣體大量釋放到了空氣中，所以盡管部分大氣污染源已經開始得到了嚴格的管理，但總體上對大氣環境的污染總量并不會下降。同時大氣環境污染也反映出了各種非天然狀況，其中最為明顯，而對環境危害最大的是酸雨。

所以降低廢氣污染和使用廢氣凈化設備是防治大氣污染的必然趨勢。使用微生物技術處理大氣污染的主要優點是能使污染轉變為無害物，生產成本也比使用傳統理化方法減少約六成至八成，但缺陷則是對該技術作用原理掌握較少，且目前尚無法對全部污染進行有效處置。

2.微生物對大氣污染的有效治理

微生物科學技術在處理大氣污染問題時，既沒有引起第二次環境污染，并且在經濟上也切實可行，因而是目前處理大氣環境的主要科研領域。首先，微生物對二氧化硫的處理。不言而喻，二氧化硫是大氣環境污染的主要污染源之一，它在物理層表面以吸附的形態出現，在物理化學層上則轉化為硫酸。在細菌的作用下， 發 生：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的反應。在吸收液中，二價鐵分子和三價鐵分子之間的互相轉 換， 促 使 產 生：Fe2（SO4）3+SO2+2H2O==2FeSO4+2H2SO4。三價鐵分子有強氧化活性，在鐵含量越高的情況下，其脫硫的速率就越快。另外，當三價鐵分子轉化為二價鐵分子之后，還可繼續被營養液中細菌利用，將其轉化為三價鐵分子，進而再吸收二氧化硫。其次，有效利用微生物技術的除臭機理。人們在城市日常生活中所聞到的惡臭，其實質是生物在腐爛后排放出的帶有強烈刺激性的臭味，如一氧化氮、二氧化硫廢氣等。利用微生物除臭，也是指利用微生物的生命活動，加速土壤有機質的溶解，使之迅速轉化為水、超臨界二氧化碳、無機化合物等。

（二）微生物對城市垃圾的有效治理

1.城市垃圾的現狀

城市垃圾（一般指代城市生活垃圾）管理，是中國現行城市化政策維持發展穩定和繁榮的關鍵事項之一。在中古時期的城市，除非是經濟發展非常繁榮且人口聚集規模較大的城市，否則一般城市并不會出現生活廢棄物“包圍”城市的情況。究其原因，一方面是中古時期的自然環境良好，自然環境對人體活動的承載力較強，人體活動不會對自然環境構成無法支撐的負荷；另一方面，中古時期城市規模很大，總人口密集程度較低，因而形成的城市廢棄物總量較少，另外，中古時期人民形成的城市廢棄物多數都是有利于自然環境緩解的“天然”產物，所以也可以管理和解決。人們在現代生活中使用后丟棄的廢棄物，大部分為生化食品，降解運行速度慢，生命周期相當長。因此使得城市周圍積聚了堆積如山的廢棄物，所以使用微生物技術處理城市垃圾的趨勢勢在必行。

2.微生物對城市垃圾的處理

針對城市廢棄物的管理，在不同的地方，政府根據其自身實際狀況，創造性地衍生出了多種方式與管理手段。比如，平原地帶的城市，在將生活廢棄物分類以后，將其堆積成小山丘形，經夯實并加工后，在其表層涂抹泥漿，移栽花草，以便構筑為人們休憩玩樂的好去處。有的企業通過廢棄物發電，通過廢物利用，使之轉變為人類不能失去的電能來源。不過，無論回填、堆肥、垃圾焚燒或者利用發電，一方面是投資成本太大，無法進行普遍的應用；另一方面也是結果不盡如人意，極易產生二次污染，損害了城市的供水、環境和空氣質量等。使用微生物學科學技術處置城市廢棄物時，第一步就是做好篩選，先把一些可使用的廢棄物回收再使用，然后就是根據廢棄物的特點，有針對性、指定性地應用各種微生物學科學技術。例如，塑料廢棄物需降解纖維，而生物廢棄物則需降解蛋白質、脂類等，因此可對其分門別類地處置，使它們發揮出好氧、厭氧的反應，促進其發酵。很多生活廢棄物均可形成沼氣，并可作為都市能量需要的主要方面，而通過細菌乳酸菌后的廢棄物，多數也含有無機礦物質，可用作農村化肥，運送于縣城近郊開展農村生產。由于技術的提高，當使用微生物發酵垃圾后，可以進行自動化作業過程，從而可以有效提高其效率。

（三）微生物對污水的有效處理

1.微生物對城市污水的治理

水是生命之源，因此水污染處理也是中國城市優先發展的重點事業之一。而污水，除了來自人類的家庭生活用水之外，主要還是生產流程中形成的制造業污水、養殖污水，而這些工業生產廢物的污染導致納污水體水質遭受危害，將其中的含氮、含磷等污染直接排入地表水體，形成了水域富營養化。但一言以蔽之，由于水污染物種類繁多，污染區域范圍廣闊，因此必須予以高度重視。近些年來，由于人類對生活品質的日益提升，人類的環保意識、衛生意識也越來越強。對生產流程中形成的工業廢水、生活中形成的日常生活污染等，都需要滿足國家和地區的規范才能向外界排放。但是，在自然環境下，天然水循環的流程必定無法跟上污水的排放量，而自然快速降解流程也無法解決廢水污染對水質所帶來影響，因此利用人力而處理污水也是必要之舉。

2.微生物對污水治理的工藝原理

城市污水中的物質組成非常復雜，通常生活廢棄物的主要組成為新陳代謝垃圾和食品殘留，但工業生產污水中可能會含更多的各種金屬、酚類、聚乙醛等物質，而且城市污水中也存在著大批非病原性細菌和一些病原菌及病毒，因此城市污水的生態處理方法正是利用城市污水中的混合細菌群落為基礎，對城市污水中的各類有機廢物加以吸附、轉移，并利用擴散、吸收、聚集、氧化分解、沉降等的功能，從而消除水域的污染。所以，污泥生物處理其實就是對水體自凈的進一步加強，但有所不同的是，當去除掉了污泥中的污染之后，就需要再把細菌從出水面分開，而這個分離過程主要是利用細菌自身的絮凝能力以及對原口動物、輪蟲類等的吞噬能力進行的。

五、結束語

在工業污染情況逐漸嚴重的狀況下，微生物學方法的出現給處理環境污染問題帶來了許多方便，不但能夠檢測水質情況，還能夠在處理廢氣、固體垃圾等方面發揮作用。在未來的發展中，應該不斷完善理論，提升科學技術水平，并以國內外實踐情況為基準，研究出最先進、科學的微生物技術，以根治環保難題，維護人們天然的生態環境。

相關鏈接

微生物包括：細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、顯微藻類等在內的一大類生物群體，它個體微小，與人類關系密切。涵蓋了有益跟有害的眾多種類，廣泛涉及食品、醫藥、工農業、環保、體育等諸多領域。在我國教科書中，將微生物劃分為以下8大類：細菌、病毒、真菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體。有些微生物是肉眼可以看見的，像屬于真菌的蘑菇、靈芝、香菇等。還有微生物是一類由核酸和蛋白質等少數幾種成分組成的“非細胞生物”。

肉眼難以看清，需要借助光學顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的一切微小生物的總稱。微生物包括細菌、病毒、真菌和少數藻類等。（但有些微生物是肉眼可以看見的，像屬于真菌的蘑菇、靈芝等。）病毒是一類由核酸和蛋白質等少數幾種成分組成的“非細胞生物”，但是它的生存必須依賴于活細胞。根據存在的不同環境分為空間微生物、海洋微生物等，按照細胞結構分類分為原核微生物和真核微生物。

一個體積恒定的物體，被切割的越小，其相對表面積越大。微生物體積很小，如一個典型的球菌，其體積約1mm3，可是其表面積卻很大。這個特征也是賦予微生物其他如代謝快等特性的基礎。