環(huán)境治理中微生物處理的有效應用

鹽城市響水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站 郭艷

在社會經濟快速發(fā)展的背景下，人們的生產方式和生活方式有了極大的變化，一定程度上對自然環(huán)境造成了破壞和污染，這就要求人們進一步加強對環(huán)境治理的關注，提高環(huán)境治理的效率和水平，這樣才能夠真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)人與生態(tài)環(huán)境的和諧共存。細菌作為生物界中的重要種群，往往存在于人們視野能夠觀察到的范圍之外，但是對人們的日常生活有十分重要的影響。細菌的種類很多，同時也有很強的增殖速度，能夠對各種生物或化學物質進行有效的降解，從而達到環(huán)境治理的目標。因此微生物處理技術越來越受到人們的重視，能夠進一步拓展環(huán)境治理的領域，也能夠降低環(huán)境治理的成本，不會產生二次污染，能夠對空氣、水體和土壤實現(xiàn)有效的凈化，是未來環(huán)境治理的主要研究方向之一。

一、微生物處理技術概述

隨著技術的不斷升級，微生物處理技術在越來越多的領域中得到了充分的利用，人們如今已經掌握了微生物大量繁殖的有效方式，能夠為環(huán)境治理工作提供更加優(yōu)質的細菌種群。除此之外，隨著生物技術、生態(tài)學以及環(huán)境污染學等多領域的發(fā)展，微生物處理技術所包含的內容也越來越全面，能夠對多種多樣的污染物進行更加高效的處理，也不會對自然生態(tài)環(huán)境中的其他生物造成影響，對人們提高環(huán)境治理質量有積極的意義。因此需要進一步加強對微生物處理技術的研究，使其能夠更好地滿足人們的環(huán)境治理需求。

二、環(huán)境治理中的主要影響因素

（一）自然環(huán)境的惡化

在社會經濟快速發(fā)展的背景下，人們的生產活動范圍進一步擴大，對自然環(huán)境造成了不同程度的影響。在人類活動的影響下，自然環(huán)境出現(xiàn)了惡化的現(xiàn)象，使得當地的生態(tài)鏈受到影響，各類動植物的生長質量降低，不能對當地的自然環(huán)境起到良好的保護作用，進一步推動了自然環(huán)境惡化程度的提升，形成了惡性循環(huán)，導致環(huán)境治理的難度進一步增加，影響了環(huán)境治理工作的順利開展。

（二）工業(yè)生產的污染

目前，隨著城市化建設進程的不斷加快，工業(yè)的投入量正在不斷增加，推動了工業(yè)規(guī)模的不斷擴大。但與此同時，工業(yè)活動中產生的各類廢料也在不斷增加，如果不對這些廢料進行有效的處理就直接排放，必然會對自然環(huán)境產生嚴重的影響，同時也給環(huán)境治理工作帶來了更大的壓力。長此以往，不僅會使環(huán)境治理的效率下降，也會使相關從業(yè)人員的工作積極性降低，導致環(huán)境污染工做出現(xiàn)更多的問題，導致自然環(huán)境的惡化程度進一步提升[1]。

（三）人為因素的影響

在進行環(huán)境治理的過程中，既要考慮當地自然環(huán)境的實際情況，同時也要考慮當地人文環(huán)境的發(fā)展需求，這樣才能夠讓環(huán)境治理工作更好地落到實處，也才能夠進一步提高環(huán)境治理的效率和水平。如果在環(huán)境治理的過程中，人們沒有樹立起相應的環(huán)境保護理念，也沒有認識到環(huán)境保護的重要意義，就有可能導致環(huán)境治理工程的落實效果受到影響。同時，如果沒有立足于當地環(huán)境治理中存在的實際問題，盲目地進行環(huán)境治理，就有可能造成治理資源的浪費，還會進一步導致自然環(huán)境的破壞和污染[2]。因此，在進行環(huán)境治理的過程中，需要實事求是、腳踏實地，樹立起良好的環(huán)保理念，才能夠為后續(xù)的環(huán)境治理工作奠定良好的基礎。

（四）環(huán)境工程的影響

在進行環(huán)境治理的過程中，環(huán)境工程的本身因素同樣會對環(huán)境治理質量產生影響。比如在治理過程中，如果環(huán)境工程的技術沒有達到預期標準、當地的環(huán)保水平沒有達到工程治理需求、所使用的環(huán)境治理技術未能實現(xiàn)有效的升級和突破，就會導致環(huán)境治理的實際質量未能達到預期，同樣會給當地的生態(tài)環(huán)境治理工作帶來負面的影響，不利于當地的生態(tài)和諧與可持續(xù)發(fā)展。

三、微生物處理技術在環(huán)境治理中的優(yōu)勢

微生物處理技術是隨著生物技術不斷發(fā)展而產生的新分支，它既具備生物技術所具有的顯著優(yōu)勢，同時也具有獨特的處理優(yōu)勢。例如，微生物處理技術具有更強的降解能力、具有更低的處理成本、具有更加廣泛的來源、具有更強大的生物修復功能，能夠為環(huán)境治理提供更強有力的支持。

（一）降解能力強

由于微生物的特性，因此微生物處理技術具有較強的降解能力，尤其是在廢水的處理過程中，微生物處理技術能夠實現(xiàn)對廢水的有效吸附，從而達到良好的沉降效果，實現(xiàn)對廢水的有效凈化，從而進一步提高廢水處理的質量和效率，有利于實現(xiàn)水質的優(yōu)化和改善。同時，在使用微生物處理技術時，對處理環(huán)境的要求相對較低，無論在什么樣的反應條件下都能夠實現(xiàn)高質量的處理，甚至能夠實現(xiàn)對部分污染物的徹底清除，從而使環(huán)境處理的水平得到進一步的提升，為當地生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎。

（二）成本消耗低

隨著技術不斷升級和突破，微生物處理技術日漸成熟。如今，人們已經掌握了微生物培育的有效方式，進一步降低了微生物培育的成本，能夠在實驗室中大量生成環(huán)境治理所需的微生物種群。和傳統(tǒng)的化學方法與物理方法相比，微生物處理技術具有更低的處理成本，不需要投入較多的資金就能夠實現(xiàn)高質量的處理，還能夠達到化學處理方式和物理處理方式不能達到的效果，使環(huán)境治理的質量得到進一步的提高。

（三）來源較充足

細菌是自然界中的重要組成部分，具有十分廣泛的來源。不同的細菌存在不同的新陳代謝模式，能夠對不同的污染物實現(xiàn)高質量的降解，減少污染物對自然環(huán)境的破壞。在實驗環(huán)境中，細菌很容易進行培養(yǎng)，并且細菌培養(yǎng)的時間也相對較短，在較多的環(huán)境中具有良好的適應效果。如果在環(huán)境中出現(xiàn)了特殊的化合物，細菌就能夠充分發(fā)揮自身誘導的優(yōu)勢，生成相應的酶體系與之進行反應，進一步優(yōu)化細菌的新陳代謝活動，讓細菌的降解能力得到進一步的提升。因此利用這種特性，可以在實驗室中對細菌進行定向培養(yǎng)，使其能夠更好地與特殊污染物進行反應，有利于對各類危害較大的污染物進行更加高效的處理，促進環(huán)境處理質量的顯著提升，為生態(tài)和諧提供有效的支持[3]。

（四）修復功能強

微生物處理技術有十分強大的生物修復功能，能夠在治理污染的同時實現(xiàn)對自然生態(tài)環(huán)境的有效修復。通過微生物處理技術，能夠在去除有毒有害污染物的同時，進一步提高被處理對象的透明度，降低被處理對象的色度，使被處理對象順利恢復原有的自然狀態(tài)，能夠對自然環(huán)境中的生物鏈實現(xiàn)有效的修補，從而保證當地自然生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，促進當地生態(tài)環(huán)境質量的不斷提升，實現(xiàn)人與自然的和諧共處。

四、微生物處理在環(huán)境治理中的應用

（一）廢水處理

1.固定化微生物技術

在進行廢水處理的過程中，雖然通過打撈等物理方式能夠對水中的部分污染物進行有效的清除，但是對亞硝酸鹽、氨氮等污染物的處理效果相對較差，如果采用化學處理的方式，就很有可能對水造成二次污染。在科學技術快速發(fā)展的背景下，微生物處理技術的優(yōu)勢得到了有效的凸顯，能夠將廢水中的污染物有效的清除。固定化微生物技術便是其中的有效方式之一，要是通過物理的方法或化學的方法在限定的空間區(qū)域中將游離的微生物細胞進行固定，這樣能夠讓微生物細胞不懸浮于水，但同時保持相應的活性，并且能夠實現(xiàn)反復使用。利用固定化微生物技術對城市污水進行降解處理，如果污水pH值保持在8左右，并且投入適當的固定化顆粒使其在廢水中的質量占比達到16%左右，讓反應的溫度控制在25℃，此時廢水中的CDO去除率達到89.2%，硝基苯氨的去除率達到97.9%，能夠達到良好的出水效果[4]。另外，對抗生素廢水采用PVA包埋固定化微生物顆粒的處理方式，將溫度控制在10℃-45℃之間，曝氣時間設置為20小時，pH值保持在7-10之間，這樣就能夠使廢水中的COD去除率達到80.57%，能夠起到有效的凈化作用。

2.生物膜技術

生物膜技術同樣是實現(xiàn)廢水處理的一種有效方式，通過天然材料或者合成材料作為主要工具，在材料的表面生成一種具有特殊功能的生物膜，這樣就能夠讓微生物在生物膜上實現(xiàn)有效的附著，從而對廢水中的污染物實現(xiàn)有效的降解。通過厭氧生物濾池-好氧生物接觸氧化聯(lián)合工藝，能夠對廢水進行更加高質量的凈化。在厭氧生物濾池中加入相應的生物膜，對洗滌劑廢水進行處理，將反應時間設置為24小時，溫度控制在30℃-34℃之間，pH值控制7-8左右，在經過有效的反應之后，能夠使出水質量達到國家一級排放標準[5]。又如，將中空纖維膜作為載體制成生物膜，并且用包埋固定化技術對廢水進行處理，能夠使氨氮的去除率達到80%左右，使COD的去除率達到90%左右，有效提高了進化的質量和效率。

3.復合微生物技術

復合微生物技術是通過更加先進的生物技術對菌種進行優(yōu)勢選擇，從而篩選出基因工程菌，這樣就能夠進一步促進生物處理系統(tǒng)能力的有效提升，能夠讓微生物的有機物降解能力得到提升。例如，在進行豬場污水處理的過程中，通過復合微生物制劑的使用能夠進一步提高處理的質量，常見的方式有CMP曝氣處理和光合細菌非曝氣處理，在兩天的反應時間后，前一種處理方式讓廢水的COD值降低了74.1%左右，后一種處理方式讓廢水的COD值降低了35.5%左右。由此可見，復合微生物處理技術能夠對污染濃度較高的廢水起到良好的凈化作用，有利于進一步提高環(huán)境治理的效果，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的有效保護。

（二）土壤修復

在土壤修復工作中，微生物處理技術同樣發(fā)揮著十分重要的作用。例如，在對被石油污染的土壤進行修復時，可以采用菌根真菌-植物的技術。根據相關實驗研究顯示，如果石油污染的濃度分別達到0.2%和2%，此時菌根侵染率、植株的干重量、玉米根的干重量會直接影響石油烴的降解率；和對照組相比，使用接種叢植菌根真菌處理技術的土壤實現(xiàn)了更高效率的有效修復[6]。又如，在對被石油污染的土壤進行修復時，采用多種有機肥和四種菌劑相互結合的方式，將生物有機鈣、諾沃肥和腐殖酸與菌劑聯(lián)合使用，能夠讓土壤的鹽堿環(huán)境得到有效的改良，使土壤的酸堿值保持在6.9左右。并且多次試驗顯示，當菌劑的施用量保持在4%左右時，能夠達到良好的修復效果，石油烴的降解率能夠達到70%以上。

（三）水體修復

在水體修復中，微生物技術同樣發(fā)揮著重要的作用。例如，針對大菱鲆養(yǎng)殖廢水的修復工作中，使用有益菌復合菌劑會比單獨使用某一種菌劑具有更好的凈化效果，能夠使水體中的COD去除率達到70%左右，而單獨使用某一種菌劑的COD去除率只有60%左右。同時，使用有益菌復合菌劑，能夠使氨氮的降解率達到80%左右，明顯高出Y1的77.4%和A3的25.3%[3]。并且在這一過程中，不會產生較多的有害中間物，能夠使諸如亞硝酸氮的產量始終維持在較低的水平上。又如，針對養(yǎng)蝦廢水進行凈化時，可以采用復合光合細菌法進行處理，能夠使COD去除率達到63%，使NH3-N的去除率達到92.5%。同時，采用復合光合細菌法，能夠讓湖泊水體中生物的自凈能力得到有效的提升，從而對整個湖泊的水體實現(xiàn)修復，促進湖泊水質質量的提升。

（四）大氣污染處理

在進行大氣污染處理時，微生物處理同樣可以進一步提高處理的質量和效率，并且不會對空氣造成二次污染，也不會增加污染治理成本，是目前大氣污染處理的主要研究方向。首先，二氧化硫是大氣中的主要污染成分之一，能夠在物理層面上呈現(xiàn)的形態(tài)，并轉化為硫酸。通過細菌的作用，能夠使二氧化硫與氧氣和水分發(fā)生化學反應，從而順利實現(xiàn)對二氧化硫的吸收。同時在吸收液中，二價鐵分子和三價鐵分子之間會形成有效的轉換，同時由于三價鐵分子的氧化活性相對較強，因此如果吸收液中含有較高的鐵含量，就能夠進一步加快脫硫的速率。另外，在吸收液中，當三價鐵分子順利轉化為二價鐵分子之后，就可以繼續(xù)為吸收液中的細菌的凈化提供有效的支持，使其再度轉化為三價鐵分子，然后對二氧化硫進行再吸收，形成良性循環(huán)，進一步提升大氣污染處理的效率和水平。其次，微生物處理技術能夠實現(xiàn)有效的除臭。環(huán)境污染帶來的強烈刺激性臭味主要是由一氧化氮和二氧化硫等廢棄物產生的，因此通過生物處理技術能夠對產生這些氣味的有機污染物進行溶解，使其能夠在更短的時間內轉化為二氧化碳、無機化合物或水，從而有效地減少空氣中的刺激性氣味，促進生態(tài)環(huán)境的有效優(yōu)化，進一步提升環(huán)境治理的質量。

（五）有機污染物治理

在工業(yè)技術不斷發(fā)展的背景下，越來越多的有機廢棄物排放到自然環(huán)境之中，對空氣、水體、土壤造成了不同程度的破壞。因此通過微生物處理技術，能夠進一步提高對有機污染物的治理效率，也不會對環(huán)境造成二次污染。目前，通過對微生物的有效富集培養(yǎng)，得到了高質量的混合培養(yǎng)微生物，能夠對硝基苯胺實現(xiàn)更加高質量的降解。根據實驗研究顯示，在培養(yǎng)液中增加110gPL酵母粉以及110gPL葡萄糖，在36小時的反應之后，能夠使硝基苯胺的去除率達到97%。根據研究數據顯示，在反應過程中硝基苯胺的降解速率每小時達到了411mgPL。

五、結語

綜上所述，隨著環(huán)境污染問題的日益嚴重，人們進一步加強了對環(huán)境治理的重視程度。通過微生物處理技術開發(fā)和應用，能夠幫助人們有效地優(yōu)化環(huán)境治理的策略，提高環(huán)境治理的質量，同時還能夠有效地降低環(huán)境治理的成本，為實現(xiàn)生態(tài)和諧可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎。因此立足于環(huán)境治理的不同領域，應該加強不同微生物處理技術的研發(fā)工作，使其能夠更好地與環(huán)境治理需求匹配，為人們創(chuàng)造一個更加優(yōu)質的生活環(huán)境，實現(xiàn)人與自然和諧相處。