復合微生物菌劑在環境水體微生態調控中的應用*

呼和浩特職業學院 郝曉暉，范麗華，趙卉琳，張希鷗

環境水體污染控制與防治一直以來是環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，利用生物的生態修復技術因具有綠色節能、環境友好的特性是最具發展前景的修復技術之一［1］。一個失衡的環境水體采用生物生態修復技術是利用人工培育培植的動物、植物或培養接種的微生物，利用生物的生命活動作為驅動力，對水中污染物進行生物轉化及生物降解，從而使水體水質得到凈化，水體系統恢復平衡。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）微生態制劑

劉秀梅等人發表的論文中表述了“微生態制劑(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學會學術研討會上，正式提出“微生態制劑”的概念，它的作用一可調整微生態的平衡，二可提高免疫功能，微生態制劑被應用于水產養殖、農業飼料、食品加工和醫藥保健等各領域中。

在涉及到水體環境應用到“微生態制劑”多是指水產養殖中添加微生態制劑來改善寄宿環境的一類或一群微生物。當前高密度集約化水產養殖的全過程中，會投加微生態制劑產品，可改善水產動物的腸道菌群，促進水生動植物的生長，同時也能改良養殖環境的水質和底質，促進養殖水體生態系統中的有益菌群和有益藻類的生長，調節浮游生物的組成[4]，增強水產動物的抗病力[5]。例如光合細菌菌體含有豐富的蛋白質（約60%以上）,營養價值高,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，提高水產動物的抗病力[6]。

（二）復合微生物制（菌）劑

楊艷紅等發表的“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,其充分發揮群體的聯合作用優勢,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，發揮氧化、氨化、反硝化、硫化、解磷、固氮等作用，有共生共榮,節約成本,提高效率等優越性。有學者在室內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、亞硝態氮、硝態氮的降解[8]。

二、復合微生物菌劑在環境水體微生態調控中的應用

（一）復合微生物菌劑在治理湖泊富營養化中的應用

湖泊水體由于生活或工業污染源的侵入，水底淤泥的長期積累釋放有害物質，釋放氮、磷等營養鹽，導致水體富營養化，造成水體溶解氧過低，造成影響水生動植物的生存環境，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化的湖泊中，把有機物轉化分解為單細胞藻類生長繁殖提供營養；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，形成良性的生態循環，維持良好的水質條件，以避免富營養化現象的發生。

有研究表明枯草芽孢桿菌在水中增殖后產生的胞外酶能把水體底泥中的有機質分解,降低水體富營養化，并可減少底泥的生成[9]。通過不斷投放調理水質的微生物菌劑，能夠修復湖泊生態系統的水體自凈功能，重新構建了一個可承受一定污染負荷的人工生態系統[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環境的重要組成部分。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，以微生物體內產生的具有催化功能的特殊蛋白質作為催化劑，對城市景觀水體進行微生態系統的調控與修復，凈化水質、改善底泥、消除惡臭，使城市景觀水體水質改善[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調控試驗研究，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，例如印染業、造紙業排放的工業廢水。在微生物代謝過程中產生的某些酶能夠催化、氧化毒性物質，一方面毒性物質可以通過微生物細胞壁進入質膜，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降解成無毒、無害的無機物，例如氧化、還原、合成等作用，或轉化為微生物自身所需的營養物質［4］。有學者采用厭氧——好氧微生態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調控中的優勢

（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噴撒裝置來增加水中的溶解氧，在經濟上具有投資少、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；而對于穩定塘污水處理工藝，則可以采用潑灑或安裝自動噴灑系統，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、無殘留和不產生抗藥性等特點，能有效調節水體水質，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，這對于充分發揮水生生態系統中動植物的生物凈化作用、提高水體的綜合經濟效益有著更加積極的意義。

隨著人們對環境保護、綠色發展的日益關注,應用綠色技術實現綠色環境越來越受到重視。復合微生物菌劑的研制和應用作為一項有效措施，隨著微生物生態學技術的不斷發展下，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凈化和污水處理中,從而為環境健康可持續發展提供重要技術支撐。