微生物在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

肖杰婷

摘要：微生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)和治理中起到至關(guān)重要的作用。本文就微生物在大氣污染治理、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及在未來環(huán)境保護(hù)中的發(fā)展前景展開闡述，旨在通過對(duì)本文的探討，讓我們高中生能更加重視環(huán)境保護(hù)。

關(guān)鍵詞：微生物；環(huán)境保護(hù)；污染治理；前景展望

一、微生物的定義

微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。它們都是一些個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡單的低等生物，包括屬于原核類的細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體和衣原體。作為生物技術(shù)最根本的一門學(xué)科，微生物學(xué)給人類帶來了巨大的利益，并對(duì)其他生物技術(shù)產(chǎn)生了重要影響，一直處于生物技術(shù)的領(lǐng)先地位，隨著微生物技術(shù)快速發(fā)展，微生物技術(shù)已經(jīng)走出了曾給其帶來里程碑轉(zhuǎn)折發(fā)展的發(fā)酵罐時(shí)期，廣泛用于發(fā)酵罐以外形式的環(huán)境保護(hù)、細(xì)菌冶金、細(xì)菌勘探和能源開發(fā)等領(lǐng)域，特別是基因工程菌的大量產(chǎn)生和使用。

二、微生物在大氣污染治理中的應(yīng)用

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，人口激增，進(jìn)而帶來的是一系列的大氣污染問題，從而引起各種危害，如臭氧層被破壞、酸雨發(fā)生越發(fā)頻繁、溫室效應(yīng)等?，F(xiàn)主要從3個(gè)方面介紹微生物在大氣污染治理中的應(yīng)用，包括NOx的微生物凈化技術(shù)、微生物除臭技術(shù)、二氧化碳的微生物固定技術(shù)。

（1）NOx的微生物凈化技術(shù)

NOx的微生物凈化技術(shù)原理是利用脫氮菌在外加氮源的環(huán)境下，將大氣中有害氣體NOx還原成無害氣體N2，在進(jìn)行還原的同時(shí)，脫氮菌利用NO2作為氮源營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行自身增殖，如此循環(huán)還原，從而達(dá)到多次凈化的作用。愛德荷國家工程的實(shí)驗(yàn)室研究人員利用脫氮菌進(jìn)行脫氮，已經(jīng)將氮凈化率提高到99%。該方法能有效去除廢氣中的NOx，因其工藝流程簡單、能源消耗低、凈化效率高、無二次污染、能進(jìn)行循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，可以推廣用于其他工業(yè)有害氣體的治理，從而達(dá)到有害氣體的再利用。現(xiàn)在，各國的科學(xué)家正在研究將NOx的微生物凈化技術(shù)與細(xì)胞固定化技術(shù)相結(jié)合，從而尋找對(duì)有害氣體NOx進(jìn)行凈化的更便捷、易操作的方法。

（2）微生物除臭技術(shù)

由于工業(yè)氣體污染包含多種污染成分，其中還夾雜著部分固體顆粒，產(chǎn)生臭氣，故科學(xué)家研究出微生物除臭技術(shù)，用于處理工業(yè)污染引起的臭氣。微生物除臭技術(shù)是先將臭氣溶于水中，然后運(yùn)用微生物的體表面積大、細(xì)胞膜和細(xì)胞壁可以吸附溶于水中的臭氣的特性，將臭氣分解為可溶性物質(zhì)，使工業(yè)污染中的臭氣被消除；同時(shí)，微生物利用臭氣中的成分作為自己的營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行自身的生長繁殖，增加了微生物的數(shù)量，加快除臭環(huán)節(jié)的進(jìn)行。此技術(shù)凈化效率高、成本低，是可以推行的工業(yè)除臭技術(shù)。

（3）二氧化碳的微生物固定技術(shù)

二氧化碳污染是最常見的氣體污染，可利用物理、化學(xué)技術(shù)進(jìn)行去除，但微生物的各種條件更為優(yōu)越，能在進(jìn)行污染物治理的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身的生長繁殖，故使用微生物進(jìn)行碳的固定，產(chǎn)生許多有利的物質(zhì)，如有機(jī)酸、多糖、維生素、氨基酸等。常見的固碳微生物有螺旋藻、小球藻、真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌等進(jìn)行固定作用，分解二氧化碳。

三、微生物在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

微生物對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行處理的方法是利用其生化反應(yīng)，通過酶催化對(duì)工業(yè)廢水起到轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用，從而使工業(yè)廢水得到凈化、循環(huán)利用。微生物技術(shù)處理工業(yè)廢水主要是進(jìn)行有機(jī)物的降解、重金屬離子的處理及其他物質(zhì)的除雜。

（1）廢水中有機(jī)物的降解

微生物降解污水中的有機(jī)物是利用微生物的新陳代謝過程中需要進(jìn)行物質(zhì)間的吸收利用，產(chǎn)生容易分解的代謝物，周而復(fù)始，使污水中的有機(jī)物被分解完全。

20世紀(jì)70年代微生物絮凝劑已經(jīng)問世，其來源為微生物，來源廣泛，安全性高，是自然的新型水處理劑，現(xiàn)已經(jīng)應(yīng)用于高濃度、難治理的農(nóng)藥廢水中。高效微生物的研究應(yīng)用是解決農(nóng)藥廢水實(shí)現(xiàn)高效、快捷處理的關(guān)鍵，可以利用EM菌、小球綠藻、芽孢桿菌等對(duì)農(nóng)藥殘留的有機(jī)磷、硫等物質(zhì)進(jìn)行消化吸收。經(jīng)過科學(xué)家們的研究，降解率已經(jīng)從72.3%升高至99.7%，同時(shí)中國科學(xué)院與中國科學(xué)院武漢病毒研究所從污泥中分離出假單細(xì)胞，其在18h內(nèi)能將1000 mg/L甲胺磷降解75%左右。

（2）廢水中其他物質(zhì)的去除

廢水中除了有機(jī)雜質(zhì)、重金屬外，還有其他有色顆粒存在。目前，對(duì)有色廢水的處理是采用微生物絮凝劑進(jìn)行脫色，該處理劑是利用生物分解性，將細(xì)菌、真菌等微生物發(fā)酵、提取、精制而成。研究表明，它克服了無機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑本身固有的缺陷，現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)了微生物絮凝劑NOC-1對(duì)發(fā)酵后的有色廢水、造紙堿性黑液等進(jìn)行脫色，發(fā)現(xiàn)其脫色效果顯著，可使廢水變?yōu)榍宄骸⑼该鳌?/p>

四、微生物技術(shù)前景展望

放眼世界，微生物技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)十分蓬勃，大量的學(xué)者針對(duì)微生物技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提出了自己的科研成果。隨著世界對(duì)環(huán)境污染的進(jìn)一步重視，微生物技術(shù)已經(jīng)成為了行業(yè)內(nèi)的熱門話題，國際上的許多國家已經(jīng)將適合進(jìn)行環(huán)境污染處理的微生物投入到量產(chǎn)階段，形成了自己的規(guī)模市場。國際上環(huán)保行業(yè)已經(jīng)成為了一種巨大的市場，并且市場需求十分巨大。

（1）新物種的探尋

微生物種類的多樣化，發(fā)現(xiàn)更多適合進(jìn)行污水處理的微生物以及微生物的合理應(yīng)用，能夠極大程度上提高微生物的降解效率。因此對(duì)于微生物種類的發(fā)現(xiàn)十分重要。如我國中科院微生物研究所，于青海西藏等地鹽堿湖區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌物種，這一品種于后續(xù)的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其對(duì)蒸發(fā)過程起到了高效的催化作用。瓜伊馬斯盆地溫室環(huán)境下蘊(yùn)含有大量油物質(zhì)的水域中發(fā)現(xiàn)了一種菌種，能夠十分高效地解決石油污染問題。

（2）微生物保護(hù)技術(shù)的研究

就目前對(duì)微生物的治理研究中，其重點(diǎn)一般都放在提高微生物的降解效率等方面，對(duì)微生物的成本進(jìn)行節(jié)省?；A(chǔ)研究與投入使用時(shí)分開來進(jìn)行的，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用與理論研究進(jìn)行結(jié)合。并且就微生物環(huán)境治理技術(shù)來說，對(duì)微生物種類的篩選十分重要，需要進(jìn)行高精度的分離，大量對(duì)微生物進(jìn)行培養(yǎng)，對(duì)微生物的控制也需要十分注意，防止微生物的過度生長對(duì)環(huán)境造成一定的影響。微生物技術(shù)領(lǐng)域有待挖掘的方面有許多，重點(diǎn)應(yīng)該放在對(duì)微生物的種類篩選以及微生物的低成本培養(yǎng)技術(shù)上，以追求微生物的降解效率最大化。

五、結(jié)語

通過對(duì)微生物環(huán)境保護(hù)應(yīng)用進(jìn)行分析研究，指出了我國微生物治理技術(shù)仍然處于起步階段，需要大力發(fā)展這方面的技術(shù)，采用微生物技術(shù)來實(shí)現(xiàn)生物治理，能夠更好地解決污染問題，并且可以帶動(dòng)整體環(huán)保工作的進(jìn)行。以解決目前我國由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題，從而進(jìn)一步為環(huán)保工作帶來新的突破。

（作者單位：衡陽市八中）