微生物在环境保护中的应用09环境18号李利飞摘要：环境污染的发生主要由人类活动所致，但微生物与环境质量也密切相关。

一方面微生物具有污染环境的作用，但另一方面微生物也具有很强的修复环境和保护环境的能力。

因此，控制和消除微生物对环境的污染，最大限度地利用微生物所具有的净化环境的作用，无疑对环境保护具有重要意义。

关键词：微生物环境污染微生物技术土壤污染治理微生物是自然界中的分解者，在好氧条件下，它能将有机污染物彻底的氧化，分解成CO2、H2O、PO42-、NO3-等无机物，在厌氧条件下，能将有机物降解，转化成有机酸、CO2、H2、CH4等。

微生物种类繁多（我国约有微生物26万种），代谢类型多样，每一种微生物都有独特的酶系与功能。

因此，它们是自然界进行自净作用的主力军，也是我们对污染物进行生物处理的“有力武器”，是环境治理的主要工具。

自然界存在着丰富的微生物种群，这些微生物虽然个体微小，但在环境污染净化中却扮演着不容忽视的重要作用。

微生物是通过水和风的散播得以存在各处的，无论在水表、海底或在土壤中都有微生物的身影。

微生物由于自身的生理特性，可以通过自发的或人为的遗传、变异等生物过程适应环境的变化，使之能以各种污染物尤其是有机污染物为营养源，通过吸收、代谢等一系列反应，将环境中的污染物转化为稳定无害的无机物。

因而，在生物圈中微生物充当着分解者的角色。

一.当前社会环境保护的状况现在环境问题越来越为人民所关注，世界各国都建立“可持续发展”战略，并围绕它制定和实施本国的环境保护及其相关的产业政策。

可持续发展要求在保持经济高速发展的同时，必须保护好人类赖以生存的环境。

环境和经济及贸易挂钩是当前国际政治及经济关系发展中的新形势。

ISO14000系列国际环境管理标准，将要求企业承担相应的环境保护责任，并对达到该标准的企业给予认证。

没有得到认证的企业的产品，在出口时将有可能面临被国外政府以未承担环境保护的责任而拒绝进口；同时，国外大型企业也可能因害怕和这些未达到该标准的企业合作而影响其形象，从而中止和这些企业的合作。

至2003年，ISO9000系列质量标准将和ISO14000系列环境管理标准统一成一个标准，从而将进一步强化环境保护对企业发展的重要意义。

二.目前微生物治理环境污染问题的特点微生物技术在处理环境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显着优点，加之其技术开发所预示的广阔的市场前景，受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。

随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入，人们已越来越意识到，现代生物技术的发展，为从根本上解决环境问题提供了无限的希望。

微生物技术是环境保护广泛应用和十分重要的技术，其在水污染控制、大气污染治理、土壤的肥力修复、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、环境修复和污染严重的工业企业的清洁生产等方面，发挥着重要的作用。

现代微生物技术的发展，尤其是基因工程、细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用，使微生物处理具有更高的效率、更低的成本和更好的专一性，为微生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。

微生物技术不仅适用于环境污染治理，如今还广泛应用于环境监测，成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。

微生物技术虽然广泛应用于污水处理、垃圾处置、河道治理等领域，但在环境中的应用同时存在较大的不确定性和潜在风险：一是微生物自身可能对人体健康和生态环境产生影响；其次是微生物在用于污染物降解和处理过程中，也可能产生新的有毒或污染物质，所以在此同时也要加一些必要的化工处理。

两者有机的结合起来。

三.微生物技术在环境保护中的应用与发展目前空气、垃圾、土地资源的污染越来越严重，不但影响了国民经济的可持续发展，甚至已威胁到人类的健康、智力乃至生存，因此全球各国近几年都在寻找新的途径和方法，以治理和解决环境污染问题。

以下这些方面进一步加强微生物与环境的保治，以及该方面的进一步应用。

1.微生物对水的处理（1）.废水中的脱氮除磷废水中氮、磷是造成水体富营养化的根源,利用生物脱氮除磷已进行了广泛的研究。

污水脱氮技术主要有活性污泥法脱氮工艺,包括A/O(缺氧/好氧)工艺,可使NH4+一N去除率达80%以上,A2/O工艺,改进的氧化沟工艺和SBR工艺都可使总氮(TN)去除率达90%以上。

生物膜脱氮有生物滤池、生物转盘、生物流化床、浮动床、浸没式、三级生物滤池脱氮系统等,其中三级生物滤池的反硝化速度最高达1.0kgN/(m3.d),出水TSS<1.00mg/1。

生物脱氮中,有反硝化能力的微生物有变形杆菌、微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆菌属等。

污水生物处理中,除磷常与脱氮工艺一起应用,常见的除磷技术有:phostrip工艺,能使总磷(TP)≤1mg/L以下:Bardenpho系统;A/O系统;改良UCI工艺;A2/0工艺。

除磷过程一般认为在有氧条件下摄取磷,在厌氧条件下释放磷,其中不动杆菌属〔Acinetobacter)是除磷的优势菌种。

（2）.废水中有机物的降解有机物的生物降解中,白腐菌是值得一提的。

白腐菌是一类提子真菌,在废水治理中,其降解污染物的范围十分广泛。

白腐脉射菌(Ph1ebia radiata)I-5-6在高C低N培养条件下,对多环芳烃类、氯代烃类、酚类、氯代酚类、烷基苯类和硝基苯类化合物有显着的降解作用。

白腐菌中金孢展齿革菌(Phanerochaete Chrysosprium Burdsall)可降解多环芳烃、DDT、TNT、CCl4、氰化物、氯代芳香化合物、酚类、胺类、农药、染料、杂酚油、煤焦油、重油等。

还可降解林丹、氯丹、多氯联苯、2,3,7,8－TCDD和二氯苯胺等有机氯化物。

此外,用微生物降解的有机物包括:四氯乙烯、甲醇、苯胺、甲胺磷、三氯乙烯、硝酸甘油。

（3）.废水中重金属的去除由于藻类对重金属离子具有较强的富集能力,利用其生物吸附作用可从工业污水中去除有毒、放射性金属和回收稀有、贵重金属。

比如汞是对环境影响最大的一类重金属。

环境中存在的汞有多种形态：元素汞（Hg0）、无机汞离子（HgCl、HgO、HgCl2、HgBr等）、有机汞化合物，如Hg(CH3) 2、Hg(C2H5) 2和Hg(C6H5)2等。

除了人工合成的有机汞制剂外，细菌具有合成甲基汞的能力，即生物甲基化，它会使汞的生物毒性大大增强。

而另一些微生物又可使甲基汞降解、还原，降低其毒性。

例如铜-绿色假单胞菌，变形杆菌可使汞离子转化成元素汞，经10小时后挥发掉汞达75%。

假单胞菌K62能使无机汞和有机汞形成元素汞。

Shariat从土壤、沉积物和污水处理厂中分离到21种细菌能使甲基汞脱除甲基，对甲基汞降解达20-84%，细菌对甲基汞的降解及还原作用在于其含有的两种诱导酶：有机汞裂解和汞还原酶。

真菌中黑曲霉、青霉、粗糙脉菌和燕麦核腔菌对无机汞或有机汞化合物具有一定的抗性。

从受汞污染的土壤中分离到的烟草头孢霉对汞化合物有较强的抗性，同时该菌对多种重金属均具有抗性，抗性顺序为：Ca≥Zn≥Pb≥Co≥Cd≥Cr。

该法具有高效、经济、简便、选择性好等优点,尤其适用于低浓度及一般方法不易去除的金属。

如用菌藻共生体从无营养液的含As(Ⅲ)、As(V)的废水中除砷率可达80%以上,含营养液的As (V)去除率>70%,As(Ⅲ)去除率>50%;用啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)和盐泽螺旋藻(Spirulinasubsala)对Cd、Ni、Cu有明显吸收;用固定在聚砜基质上的真菌可除去Cd、Cu、Pb、Ni;Pb的去除还可用林可链霉素和黑根霉菌。

(4).废水中其它物质的去除染料废水是难以降解的一大类工业废水,在厌氧微生物环境中,偶氮染料可通过还原作用完全生物降解。

将优势菌的不完全厌氧-接触氧化工艺用于处理印染工业废水,脱色率达90%以上。

用专性厌氧菌硫酸盐还原菌混合培养物对偶氮染料、三苯甲烷染料、蒽醌染料的废水进行脱色,脱色率在1小时之内可达69.9-98.8%。

微生物处理电镀废水,对各种金属离子的一次净化率达89.9%以上。

蔗渣浆,用白腐菌处理含氯漂剂漂白的废水,脱色率可达91.2%,BOD5去除率为92.5%,CODcr去除率为88.7%。

屠宰废水、橄榄加工厂废水、啤酒废水等用微生物处理均可取得较好的效果。

2.微生物对空气的治理(1).微生物脱硫技术近几年来研究人员把煤的物理选煤技术之一的浮选法和微生物处理相结合，即把煤粉碎成微粒与水混合，并将微生物加入溶液中，让微生物附着在黄铁矿表面，使其表面变成亲水性，能溶于水。

在浮选中其难以附着在气泡上，下沉至底部，从而把煤和黄铁矿分开。

由于它仅处理黄铁矿的表面，因此脱硫时间只需数分钟即可，从而大幅度缩短了处理时间，可脱除无机硫约70%。

另外，该法在把煤中的黄铁矿脱硫时，灰分也可同时沉底，所以也具有脱去灰分的优点。

目前，浮选法微生物脱硫已成为国际上洁净煤技术开发的热点。

很多学者利用细菌研究了大量的脱硫技术。

如利用氧化亚铁硫杆菌已使脱硫率达95%以上,日本利用该菌已使H2S脱除率达99.99%,中国利用该菌对炼油厂催化干气和工业废气脱硫,H2S去除率分别为71.5%和46.91%,Saleem等用脱氮硫杆菌的耐受株T.denitrificans F,在厌氧条件下脱硫率达80%。

(2).微生物过滤法过滤发在50年代中期最先应用于处理空气中低浓度的臭味物质。

到80年代,德、美、荷兰等国相继用此法控制生产过程中的挥发性气体和有毒气体。

其过程为:废气（预处理）生物过滤器→CO2,H20,无机盐类废气在反应器里停留时间很短,处理率可达90%以上。

生物过滤法还可去除空气中的异昧、挥发性物质(VOCs)和有害物质,包括控制(去除)城市污水处理设施中的臭味、化工过程中的生产废气、受污染土壤和地下水中的挥发性物质、室内空气中低浓度物质等。

(3).微生物在空气其它方面的处理微生物还可用来固定CO2,实现CO2的资源化,同时产生很多附加值高的产品。

生物技术用于有机废气具有费用低、效率高等优点,在德国、荷兰、日本及北美国家得到广泛应用。

毕立锋等还进行了微生物净化NOx的研究。

3．微生物用于垃圾的处理(1).城市垃圾微生物处理目前城市主要可以分为三大类：化学法（如絮凝沉淀法）、物理法（过滤）和生物法（如活性污泥法）。

这三类方法也可以结合使用。

在污染物的处理中，虽然物理、化学方法作出了一定的贡献，但由于这些方法存在投资大、成本高、二次污染的问题，而逐渐被生物法所代替。

可见微生物有非凡之效。

现在发展了新的城市垃圾生物处理工艺。

这种工艺是先经过过筛，回收可再生资源后，引入具有特定功能的微生物（主要是一些能高效降解有机物质，如纤维素、脂肪、蛋白质的微生物）进行好氧处理或厌氧发酵，加速发酵过程，同时还可以收集所产生的沼气。