微生物在環境保護中的應用

肖杰婷

摘要：微生物技術在環境保護和治理中起到至關重要的作用。本文就微生物在大氣污染治理、工業廢水處理等領域的應用，以及在未來環境保護中的發展前景展開闡述，旨在通過對本文的探討，讓我們高中生能更加重視環境保護。

關鍵詞：微生物；環境保護；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。它們都是一些個體微小、結構簡單的低等生物，包括屬于原核類的細菌、放線菌、藍細菌、支原體、立克次氏體和衣原體。作為生物技術最根本的一門學科，微生物學給人類帶來了巨大的利益，并對其他生物技術產生了重要影響，一直處于生物技術的領先地位，隨著微生物技術快速發展，微生物技術已經走出了曾給其帶來里程碑轉折發展的發酵罐時期，廣泛用于發酵罐以外形式的環境保護、細菌冶金、細菌勘探和能源開發等領域，特別是基因工程菌的大量產生和使用。

二、微生物在大氣污染治理中的應用

隨著工業的迅速發展，人口激增，進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、酸雨發生越發頻繁、溫室效應等。現主要從3個方面介紹微生物在大氣污染治理中的應用，包括NOx的微生物凈化技術、微生物除臭技術、二氧化碳的微生物固定技術。

（1）NOx的微生物凈化技術

NOx的微生物凈化技術原理是利用脫氮菌在外加氮源的環境下，將大氣中有害氣體NOx還原成無害氣體N2，在進行還原的同時，脫氮菌利用NO2作為氮源營養物質進行自身增殖，如此循環還原，從而達到多次凈化的作用。愛德荷國家工程的實驗室研究人員利用脫氮菌進行脫氮，已經將氮凈化率提高到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、能進行循環利用等優點，可以推廣用于其他工業有害氣體的治理，從而達到有害氣體的再利用。現在，各國的科學家正在研究將NOx的微生物凈化技術與細胞固定化技術相結合，從而尋找對有害氣體NOx進行凈化的更便捷、易操作的方法。

（2）微生物除臭技術

由于工業氣體污染包含多種污染成分，其中還夾雜著部分固體顆粒，產生臭氣，故科學家研究出微生物除臭技術，用于處理工業污染引起的臭氣。微生物除臭技術是先將臭氣溶于水中，然后運用微生物的體表面積大、細胞膜和細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，使工業污染中的臭氣被消除；同時，微生物利用臭氣中的成分作為自己的營養物質，進行自身的生長繁殖，增加了微生物的數量，加快除臭環節的進行。此技術凈化效率高、成本低，是可以推行的工業除臭技術。

（3）二氧化碳的微生物固定技術

二氧化碳污染是最常見的氣體污染，可利用物理、化學技術進行去除，但微生物的各種條件更為優越，能在進行污染物治理的同時實現自身的生長繁殖，故使用微生物進行碳的固定，產生許多有利的物質，如有機酸、多糖、維生素、氨基酸等。常見的固碳微生物有螺旋藻、小球藻、真養產堿桿菌等進行固定作用，分解二氧化碳。

三、微生物在工業廢水處理中的應用

微生物對工業廢水進行處理的方法是利用其生化反應，通過酶催化對工業廢水起到轉移和轉化作用，從而使工業廢水得到凈化、循環利用。微生物技術處理工業廢水主要是進行有機物的降解、重金屬離子的處理及其他物質的除雜。

（1）廢水中有機物的降解

微生物降解污水中的有機物是利用微生物的新陳代謝過程中需要進行物質間的吸收利用，產生容易分解的代謝物，周而復始，使污水中的有機物被分解完全。

20世紀70年代微生物絮凝劑已經問世，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，現已經應用于高濃度、難治理的農藥廢水中。高效微生物的研究應用是解決農藥廢水實現高效、快捷處理的關鍵，可以利用EM菌、小球綠藻、芽孢桿菌等對農藥殘留的有機磷、硫等物質進行消化吸收。經過科學家們的研究，降解率已經從72.3%升高至99.7%，同時中國科學院與中國科學院武漢病毒研究所從污泥中分離出假單細胞，其在18h內能將1000 mg/L甲胺磷降解75%左右。

（2）廢水中其他物質的去除

廢水中除了有機雜質、重金屬外，還有其他有色顆粒存在。目前，對有色廢水的處理是采用微生物絮凝劑進行脫色，該處理劑是利用生物分解性，將細菌、真菌等微生物發酵、提取、精制而成。研究表明，它克服了無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的缺陷，現在已經研發了微生物絮凝劑NOC-1對發酵后的有色廢水、造紙堿性黑液等進行脫色，發現其脫色效果顯著，可使廢水變為清澈、透明。

四、微生物技術前景展望

放眼世界，微生物技術的發展已經十分蓬勃，大量的學者針對微生物技術的實際應用提出了自己的科研成果。隨著世界對環境污染的進一步重視，微生物技術已經成為了行業內的熱門話題，國際上的許多國家已經將適合進行環境污染處理的微生物投入到量產階段，形成了自己的規模市場。國際上環保行業已經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，發現更多適合進行污水處理的微生物以及微生物的合理應用，能夠極大程度上提高微生物的降解效率。因此對于微生物種類的發現十分重要。如我國中科院微生物研究所，于青海西藏等地鹽堿湖區域所發現的古細菌物種，這一品種于后續的試驗中發現其對蒸發過程起到了高效的催化作用。瓜伊馬斯盆地溫室環境下蘊含有大量油物質的水域中發現了一種菌種，能夠十分高效地解決石油污染問題。

（2）微生物保護技術的研究

就目前對微生物的治理研究中，其重點一般都放在提高微生物的降解效率等方面，對微生物的成本進行節省。基礎研究與投入使用時分開來進行的，因此需要進一步加強實際應用與理論研究進行結合。并且就微生物環境治理技術來說，對微生物種類的篩選十分重要，需要進行高精度的分離，大量對微生物進行培養，對微生物的控制也需要十分注意，防止微生物的過度生長對環境造成一定的影響。微生物技術領域有待挖掘的方面有許多，重點應該放在對微生物的種類篩選以及微生物的低成本培養技術上，以追求微生物的降解效率最大化。

五、結語

通過對微生物環境保護應用進行分析研究，指出了我國微生物治理技術仍然處于起步階段，需要大力發展這方面的技術，采用微生物技術來實現生物治理，能夠更好地解決污染問題，并且可以帶動整體環保工作的進行。以解決目前我國由于經濟的快速發展所帶來的環境污染問題，從而進一步為環保工作帶來新的突破。

（作者單位：衡陽市八中）