淺談微生物與環境保護的關系

【摘要】 全球性環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,所以說環境保護不容怠慢,常規的方法已經很多了,本文主要介紹微生物在環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、生物修復等方面的應用。

【關鍵詞】 微生物 環境保護 方法 應用 前景

一、 前言及簡介

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

微生物在地球生態系統物質循環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、最具開發潛力的資源庫。在污染物的降解轉化、資源的再生利用、無公害產品的生產開發、生態保護等方面微生物都能發揮重要作用。因此,對微生物的環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,取得了許多成果。

二、 微生物在環境保護方面的應用

(一)在水污染治理中的應用

微生物對污水的處理較常規的處理有很多優勢,主要表現在以下幾個方面:

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吸收消化,同時產生一定的代謝物質,再作為其他微生物的養料,進行吸收消化,周而復始,直至污水中的有機物質全部分解。

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,在環保領域是以廢治廢,變廢為寶的好辦法。

3. 廢水中其他物質的去除:現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的黑墨水、面包酵母生產過程中排出的培養基糖蜜廢水、糖蜜發酵生產酒精過程中精餾后的酒精發酵母液、造紙堿性黑液、顏料廢水等有色廢水進行處理,發現處理后的上清液變為無色透明。可見,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,并由此引發酸霧、酸雨的產生,破壞生態平衡,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量。目前,煤炭中硫的工業脫除主要采用浮選、磁分離、油團聚等物理或物理化學方法,工藝較簡單,投資較少,但不能脫除有機硫。徽生物脫除煤炭中硫的技術是在常壓、低于100 ℃的溫和條件下,利用生物氧化還原反應脫硫,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藥品,嚴重腐蝕設備,產生二次污染等。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是有機質及化石燃料燃燒的產物,它一方面是造成溫室效應的廢物,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、化學法和生物法,而大多數物理法、化學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,可以將其轉化為菌體細胞以及許多代謝產物,這些代謝產物又可以為人們所利用,可謂一舉多得!

三、微生物在環境保護中的其他應用

(一)微生物在環境工程中的監測作用:利用低廉的微生物,通過進行細菌發光檢測、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)微生物修復作用:生物修復是利用生物的生命代謝活動減少存在于環境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化,從而使污染了的環境能夠部分或完全恢復到原初狀態的過程。

四、微生物技術的前景

微生物作為一個生物界別,它的開發前景是不可限量的。自20世紀70年代以來,發達國家就十分重視微生物技術在環境領域的應用,并開展了大規模的科研活動。已開發了一系列的微生物技術及其產品,并在世界上廣泛應用于污水處理、大氣凈化及污染環境介質治理等諸多方面。當前,環境微生物技術在國際上已進入蓬勃發展的軌道。隨著全球范圍內對環境保護的高度重視和越來越嚴厲的環境法,市場對環境微生物技術的需求將越來越廣泛。

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胡遠宗(1986.9—),男,合肥學院生物與環境工程,本科專業生物工程 06生物工程(二)班