浅谈微生物与环境保护的关系

【摘要】 全球性环境恶化已给人类敲响了警钟,全球气候正在变暖,海平面上升、气候异常,自然灾害频繁;沙漠化正以每年5—7万平方公里的速度吞食着地表土壤,所以说环境保护不容怠慢,常规的方法已经很多了,本文主要介绍微生物在环境保护中起着重要的作用以及微生物在水污染治理、大气污染治理及微生物除臭、生物修复等方面的应用。

【关键词】 微生物 环境保护 方法 应用 前景

一、 前言及简介

人类社会的发展创造了前所未有的文明,但同时也带来许多生态环境问题。由于人口的快速增长,自然资源的大量消耗,人类的生存和发展面临着严峻的挑战,进行一场特殊的环境革命刻不容缓!

微生物在地球生态系统物质循环过程中充当分解者的角色,外号“天然清洁工”。微生物种类繁多,分布广泛,资源丰富,是人类最宝贵、最具开发潜力的资源库。在污染物的降解转化、资源的再生利用、无公害产品的生产开发、生态保护等方面微生物都能发挥重要作用。因此,对微生物的环境保护功能世界各国都极为重视,投入大量人力、物力进行研究开发,取得了许多成果。

二、 微生物在环境保护方面的应用

(一)在水污染治理中的应用

微生物对污水的处理较常规的处理有很多优势,主要表现在以下几个方面:

1.污水中有机物的降解:生物处理去除污水中的有机物质是利用微生物的新陈代谢过程。微生物群体依靠细胞壁将污水中的有机物质吸收消化,同时产生一定的代谢物质,再作为其他微生物的养料,进行吸收消化,周而复始,直至污水中的有机物质全部分解。

2.含重金属离子废水的处理:真菌具有很高的生长速度,菌丝绵延,为重金属吸附提供较多的空间,因此可以很好的吸附重金属离子。与此同时还可以回收大量贵重金属,成本低廉,在环保领域是以废治废,变废为宝的好办法。

3. 废水中其他物质的去除:现在有色废水处理方面还没有什么办法,而微生物絮凝剂可以用于废水脱色,特别对含有可溶性着色物质的黑墨水、面包酵母生产过程中排出的培养基糖蜜废水、糖蜜发酵生产酒精过程中精馏后的酒精发酵母液、造纸碱性黑液、颜料废水等有色废水进行处理,发现处理后的上清液变为无色透明。可见,微生物絮凝剂具有很好的脱色性能

(二 )在大气污染治理中的应用

1.煤炭中硫的去除:煤炭在我国乃至世界使用面都是最广的,煤炭中含有一定量的硫粉,主要是无机硫和有机硫,直接燃用时将排放出大量的SO₂等有害气体,造成大气污染,并由此引发酸雾、酸雨的产生,破坏生态平衡,危害人类健康。煤炭中的硫还将影响焦炭、合成气以及其他煤制品的质量。目前,煤炭中硫的工业脱除主要采用浮选、磁分离、油团聚等物理或物理化学方法,工艺较简单,投资较少,但不能脱除有机硫。徽生物脱除煤炭中硫的技术是在常压、低于100 ℃的温和条件下,利用生物氧化还原反应脱硫,能耗低,黄铁矿硫脱率达90%,有机硫脱除率约为40 %。但是微生物就能够很好的解决这个问题。

2.含H₂S气体的净化:目前,工业上H₂S 气体的净化方法主要是物化法,某些方法虽然治理效果较好,但要求高温、高压条件,需要大量催化剂和其他化学药品,严重腐蚀设备,产生二次污染等。而用生物膜过滤器处理含H₂S 废气,可以将H₂S 的控制效率达90%以上。

3.二氧化碳的微生物固定:CO₂是有机质及化石燃料燃烧的产物,它一方面是造成温室效应的废物,另一方面又是巨大的可再生资源。因此,二氧化碳的固定在环境、能源方面具有极其重要的意义。目前, CO₂的固定方法主要有物理法、化学法和生物法,而大多数物理法、化学法必须依赖生物法来固定CO₂。另外,自氧微生物在固定CO₂的同时,可以将其转化为菌体细胞以及许多代谢产物,这些代谢产物又可以为人们所利用,可谓一举多得!

三、微生物在环境保护中的其他应用

(一)微生物在环境工程中的监测作用:利用低廉的微生物,通过进行细菌发光检测、抑制代谢检测、遗传毒性试验等微生物检测方法对化学品的毒性进行快速、简便、灵敏的检测。

(二)微生物脱臭:适宜的环境条件下,附着于生物填料上的微生物利用污染物中的臭味成分作为能源,维持生命活动,并将其分解为 CO₂、H₂O 和其他无机盐类,从而使废气得以净化。

(三)微生物修复作用:生物修复是利用生物的生命代谢活动减少存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化,从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程。

四、微生物技术的前景

微生物作为一个生物界别,它的开发前景是不可限量的。自20世纪70年代以来,发达国家就十分重视微生物技术在环境领域的应用,并开展了大规模的科研活动。已开发了一系列的微生物技术及其产品,并在世界上广泛应用于污水处理、大气净化及污染环境介质治理等诸多方面。当前,环境微生物技术在国际上已进入蓬勃发展的轨道。随着全球范围内对环境保护的高度重视和越来越严厉的环境法,市场对环境微生物技术的需求将越来越广泛。

【参考文献】

[1]王建龙,文湘华. 现代环境生物技术[J].清华大学出版社,2001:5.

[2]于忠民. 污水生物处理应用微生物研究与进展[J].污染防治技术,1998,11 (4):246.

[3]周群英,王士芳. 环境工程微生物学[J].高等教育出版社,2008:1(3)。

胡远宗(1986.9—),男,合肥学院生物与环境工程,本科专业生物工程 06生物工程(二)班