復合微生物菌劑在環(huán)境水體微生態(tài)調(diào)控中的應用*

呼和浩特職業(yè)學院 郝曉暉，范麗華，趙卉琳，張希鷗

環(huán)境水體污染控制與防治一直以來是環(huán)境治理問題的研究熱點之一。在物理法、化學法、生物法等眾多治理技術中，利用生物的生態(tài)修復技術因具有綠色節(jié)能、環(huán)境友好的特性是最具發(fā)展前景的修復技術之一［1］。一個失衡的環(huán)境水體采用生物生態(tài)修復技術是利用人工培育培植的動物、植物或培養(yǎng)接種的微生物，利用生物的生命活動作為驅(qū)動力，對水中污染物進行生物轉(zhuǎn)化及生物降解，從而使水體水質(zhì)得到凈化，水體系統(tǒng)恢復平衡。而作為自然界中最廣泛存在的微生物，自然界中的真菌、細菌、放線菌等相互作用、相互影響，相鄰近的種群之間作為生物因子影響其它種群的繁殖和生理行為，其決定了微生物又是這一技術中最活躍的要素[2]。

一、幾個概念的解析

（一）微生態(tài)制劑

劉秀梅等人發(fā)表的論文中表述了“微生態(tài)制劑(Probioties)”一詞的由來[3]。最早定義為“一種可通過改善腸道菌群平衡,而對宿主施加有利影響的活微生物制劑”。在l990年召開的全國微生態(tài)學會學術研討會上，正式提出“微生態(tài)制劑”的概念，它的作用一可調(diào)整微生態(tài)的平衡，二可提高免疫功能，微生態(tài)制劑被應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)飼料、食品加工和醫(yī)藥保健等各領域中。

在涉及到水體環(huán)境應用到“微生態(tài)制劑”多是指水產(chǎn)養(yǎng)殖中添加微生態(tài)制劑來改善寄宿環(huán)境的一類或一群微生物。當前高密度集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖的全過程中，會投加微生態(tài)制劑產(chǎn)品，可改善水產(chǎn)動物的腸道菌群，促進水生動植物的生長，同時也能改良養(yǎng)殖環(huán)境的水質(zhì)和底質(zhì)，促進養(yǎng)殖水體生態(tài)系統(tǒng)中的有益菌群和有益藻類的生長，調(diào)節(jié)浮游生物的組成[4]，增強水產(chǎn)動物的抗病力[5]。例如光合細菌菌體含有豐富的蛋白質(zhì)（約60%以上）,營養(yǎng)價值高,適合作魚蝦的餌料，并能釋放具有抗病性的胰蛋白、輔酶Q等,可有效抑制病菌的繁殖，提高水產(chǎn)動物的抗病力[6]。

（二）復合微生物制（菌）劑

楊艷紅等發(fā)表的“復合微生物制劑的綜合利用研究進展”指出復合微生物制劑是由兩種或多種微生物按合適比例共同培養(yǎng),其充分發(fā)揮群體的聯(lián)合作用優(yōu)勢,取得最佳應用效果的一種微生物制劑[7]。

常用到的復合微生物菌劑，主要由光合細菌、芽孢桿菌、硝化細菌、反硝化細菌、酵母菌、乳酸菌和放線菌等，多種微生物菌劑復合而成的多功能微生物菌群與單菌株相比較，發(fā)揮氧化、氨化、反硝化、硫化、解磷、固氮等作用，有共生共榮,節(jié)約成本,提高效率等優(yōu)越性。有學者在室內(nèi)模擬條件下采用正交實驗的方法對光合細菌、枯草芽孢桿菌和反硝化細菌的復配比例進行了研究，結果表明按菌液體積比為1∶2∶1進行復配利于水中溶解氧的提高和COD、氨氮、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮的降解[8]。

二、復合微生物菌劑在環(huán)境水體微生態(tài)調(diào)控中的應用

（一）復合微生物菌劑在治理湖泊富營養(yǎng)化中的應用

湖泊水體由于生活或工業(yè)污染源的侵入，水底淤泥的長期積累釋放有害物質(zhì)，釋放氮、磷等營養(yǎng)鹽，導致水體富營養(yǎng)化，造成水體溶解氧過低，造成影響水生動植物的生存環(huán)境，水體逐漸失去自凈能力。通過將復合微生物菌劑投放到富營養(yǎng)化的湖泊中，把有機物轉(zhuǎn)化分解為單細胞藻類生長繁殖提供營養(yǎng)；單細胞藻類的光合作用又可以為有機物的氧化分解、水中微生物及動植物的呼吸提供溶解氧，形成良性的生態(tài)循環(huán)，維持良好的水質(zhì)條件，以避免富營養(yǎng)化現(xiàn)象的發(fā)生。

有研究表明枯草芽孢桿菌在水中增殖后產(chǎn)生的胞外酶能把水體底泥中的有機質(zhì)分解,降低水體富營養(yǎng)化，并可減少底泥的生成[9]。通過不斷投放調(diào)理水質(zhì)的微生物菌劑，能夠修復湖泊生態(tài)系統(tǒng)的水體自凈功能，重新構建了一個可承受一定污染負荷的人工生態(tài)系統(tǒng)[10]。有研究表明應用乙酸鈣不動桿菌和巨大芽孢桿菌進行富營養(yǎng)化水體的凈化效果較明顯［11,12］。

（二）復合微生物菌劑在景觀水體中的應用

景觀水體是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。城市大小湖泊、河道、人工湖等具備景觀功能的水體。通過選育高效菌株制成復合微生物菌劑，以酶促反應為基礎，以微生物體內(nèi)產(chǎn)生的具有催化功能的特殊蛋白質(zhì)作為催化劑，對城市景觀水體進行微生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控與修復，凈化水質(zhì)、改善底泥、消除惡臭，使城市景觀水體水質(zhì)改善[13]。有研究表明放線菌對河道黑臭水體有明顯的處理效果［14］；也有學者做了景觀水體微生態(tài)調(diào)控試驗研究，高濃度復合益生菌對河道景觀水體中COD、TN、TP均有較理想的去除效果［15］。

（三）復合微生物菌劑在工業(yè)污染水體中的應用

復合微生物菌劑能吸附、富集污水中的毒性大分子物質(zhì)，例如印染業(yè)、造紙業(yè)排放的工業(yè)廢水。在微生物代謝過程中產(chǎn)生的某些酶能夠催化、氧化毒性物質(zhì)，一方面毒性物質(zhì)可以通過微生物細胞壁進入質(zhì)膜，形成富集作用；另一方面可通過微生物的生命活動使有害物質(zhì)降解成無毒、無害的無機物，例如氧化、還原、合成等作用，或轉(zhuǎn)化為微生物自身所需的營養(yǎng)物質(zhì)［4］。有學者采用厭氧——好氧微生態(tài)菌劑原位處理造紙廢水，主要篩選出的纖維素降解菌處理效果較明顯[16]。

三、復合微生物菌劑在水體微生態(tài)調(diào)控中的優(yōu)勢

（一）適用范圍廣

適用范圍廣，既可以在被污染的小河溝、坑塘、小湖泊中使用，又可以對大的河流、湖泊進行治理。并將復合微生物菌劑添加到受污染水體中，有明顯的除臭效果，對黑臭水體的治理也有效。

（二）操作簡便，投資少見效快

復合微生物投菌技術采取用電量少的循環(huán)噴撒裝置來增加水中的溶解氧，在經(jīng)濟上具有投資少、見效快、運行費用低的特點。應用一般不需要大的基建投資，只需在原有污水處理工藝基礎上，于初沉池或二沉池、污泥收集池等采用隨水流滴加即可；而對于穩(wěn)定塘污水處理工藝，則可以采用潑灑或安裝自動噴灑系統(tǒng)，既可以將菌劑定時定量地噴灑到污水水面上，又能達到除臭和凈化污水的目的。

（三）無毒無害，不產(chǎn)生二次污染

復合微生物菌劑由人工篩選的有益微生物組成，具有無毒、無副作用、無殘留和不產(chǎn)生抗藥性等特點，能有效調(diào)節(jié)水體水質(zhì)，對人畜及其他動植物無毒無害。在凈化水體的同時，還能促進動植物生長，這對于充分發(fā)揮水生生態(tài)系統(tǒng)中動植物的生物凈化作用、提高水體的綜合經(jīng)濟效益有著更加積極的意義。

隨著人們對環(huán)境保護、綠色發(fā)展的日益關注,應用綠色技術實現(xiàn)綠色環(huán)境越來越受到重視。復合微生物菌劑的研制和應用作為一項有效措施，隨著微生物生態(tài)學技術的不斷發(fā)展下，將會不斷深入研究復合微生物菌群的作用機理,新型多功能在高效的復合微生物菌劑將會廣泛應用于水質(zhì)凈化和污水處理中,從而為環(huán)境健康可持續(xù)發(fā)展提供重要技術支撐。