淺談微生物與環(huán)境保護的關(guān)系

【摘要】 全球性環(huán)境惡化已給人類敲響了警鐘,全球氣候正在變暖,海平面上升、氣候異常,自然災(zāi)害頻繁;沙漠化正以每年5—7萬平方公里的速度吞食著地表土壤,所以說環(huán)境保護不容怠慢,常規(guī)的方法已經(jīng)很多了,本文主要介紹微生物在環(huán)境保護中起著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 環(huán)境保護 方法 應(yīng)用 前景

一、 前言及簡介

人類社會的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的文明,但同時也帶來許多生態(tài)環(huán)境問題。由于人口的快速增長,自然資源的大量消耗,人類的生存和發(fā)展面臨著嚴峻的挑戰(zhàn),進行一場特殊的環(huán)境革命刻不容緩!

微生物在地球生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)過程中充當分解者的角色,外號“天然清潔工”。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。在污染物的降解轉(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。

二、 微生物在環(huán)境保護方面的應(yīng)用

(一)在水污染治理中的應(yīng)用

微生物對污水的處理較常規(guī)的處理有很多優(yōu)勢,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

1.污水中有機物的降解:生物處理去除污水中的有機物質(zhì)是利用微生物的新陳代謝過程。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。

2.含重金屬離子廢水的處理:真菌具有很高的生長速度,菌絲綿延,為重金屬吸附提供較多的空間,因此可以很好的吸附重金屬離子。與此同時還可以回收大量貴重金屬,成本低廉,在環(huán)保領(lǐng)域是以廢治廢,變廢為寶的好辦法。

3. 廢水中其他物質(zhì)的去除:現(xiàn)在有色廢水處理方面還沒有什么辦法,而微生物絮凝劑可以用于廢水脫色,特別對含有可溶性著色物質(zhì)的黑墨水、面包酵母生產(chǎn)過程中排出的培養(yǎng)基糖蜜廢水、糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)酒精過程中精餾后的酒精發(fā)酵母液、造紙堿性黑液、顏料廢水等有色廢水進行處理,發(fā)現(xiàn)處理后的上清液變?yōu)闊o色透明?？梢?微生物絮凝劑具有很好的脫色性能

(二 )在大氣污染治理中的應(yīng)用

1.煤炭中硫的去除:煤炭在我國乃至世界使用面都是最廣的,煤炭中含有一定量的硫粉,主要是無機硫和有機硫,直接燃用時將排放出大量的SO₂等有害氣體,造成大氣污染,并由此引發(fā)酸霧、酸雨的產(chǎn)生,破壞生態(tài)平衡,危害人類健康。煤炭中的硫還將影響焦炭、合成氣以及其他煤制品的質(zhì)量。目前,煤炭中硫的工業(yè)脫除主要采用浮選、磁分離、油團聚等物理或物理化學(xué)方法,工藝較簡單,投資較少,但不能脫除有機硫?；丈锩摮禾恐辛虻募夹g(shù)是在常壓、低于100 ℃的溫和條件下,利用生物氧化還原反應(yīng)脫硫,能耗低,黃鐵礦硫脫率達90%,有機硫脫除率約為40 %。但是微生物就能夠很好的解決這個問題。

2.含H₂S氣體的凈化:目前,工業(yè)上H₂S 氣體的凈化方法主要是物化法,某些方法雖然治理效果較好,但要求高溫、高壓條件,需要大量催化劑和其他化學(xué)藥品,嚴重腐蝕設(shè)備,產(chǎn)生二次污染等。而用生物膜過濾器處理含H₂S 廢氣,可以將H₂S 的控制效率達90%以上。

3.二氧化碳的微生物固定:CO₂是有機質(zhì)及化石燃料燃燒的產(chǎn)物,它一方面是造成溫室效應(yīng)的廢物,另一方面又是巨大的可再生資源。因此,二氧化碳的固定在環(huán)境、能源方面具有極其重要的意義。目前, CO₂的固定方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法,而大多數(shù)物理法、化學(xué)法必須依賴生物法來固定CO₂。另外,自氧微生物在固定CO₂的同時,可以將其轉(zhuǎn)化為菌體細胞以及許多代謝產(chǎn)物,這些代謝產(chǎn)物又可以為人們所利用,可謂一舉多得!

三、微生物在環(huán)境保護中的其他應(yīng)用

(一)微生物在環(huán)境工程中的監(jiān)測作用:利用低廉的微生物,通過進行細菌發(fā)光檢測、抑制代謝檢測、遺傳毒性試驗等微生物檢測方法對化學(xué)品的毒性進行快速、簡便、靈敏的檢測。

(二)微生物脫臭:適宜的環(huán)境條件下,附著于生物填料上的微生物利用污染物中的臭味成分作為能源,維持生命活動,并將其分解為 CO₂、H₂O 和其他無機鹽類,從而使廢氣得以凈化。

(三)微生物修復(fù)作用:生物修復(fù)是利用生物的生命代謝活動減少存在于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化,從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程。

四、微生物技術(shù)的前景

微生物作為一個生物界別,它的開發(fā)前景是不可限量的。自20世紀70年代以來,發(fā)達國家就十分重視微生物技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用,并開展了大規(guī)模的科研活動。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。當前,環(huán)境微生物技術(shù)在國際上已進入蓬勃發(fā)展的軌道。隨著全球范圍內(nèi)對環(huán)境保護的高度重視和越來越嚴厲的環(huán)境法,市場對環(huán)境微生物技術(shù)的需求將越來越廣泛。

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胡遠宗(1986.9—),男,合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程,本科專業(yè)生物工程 06生物工程(二)班