复合微生物菌剂在环境水体微生态调控中的应用*

呼和浩特职业学院 郝晓晖，范丽华，赵卉琳，张希鸥

环境水体污染控制与防治一直以来是环境治理问题的研究热点之一。在物理法、化学法、生物法等众多治理技术中，利用生物的生态修复技术因具有绿色节能、环境友好的特性是最具发展前景的修复技术之一［1］。一个失衡的环境水体采用生物生态修复技术是利用人工培育培植的动物、植物或培养接种的微生物，利用生物的生命活动作为驱动力，对水中污染物进行生物转化及生物降解，从而使水体水质得到净化，水体系统恢复平衡。而作为自然界中最广泛存在的微生物，自然界中的真菌、细菌、放线菌等相互作用、相互影响，相邻近的种群之间作为生物因子影响其它种群的繁殖和生理行为，其决定了微生物又是这一技术中最活跃的要素[2]。

一、几个概念的解析

（一）微生态制剂

刘秀梅等人发表的论文中表述了“微生态制剂(Probioties)”一词的由来[3]。最早定义为“一种可通过改善肠道菌群平衡,而对宿主施加有利影响的活微生物制剂”。在l990年召开的全国微生态学会学术研讨会上，正式提出“微生态制剂”的概念，它的作用一可调整微生态的平衡，二可提高免疫功能，微生态制剂被应用于水产养殖、农业饲料、食品加工和医药保健等各领域中。

在涉及到水体环境应用到“微生态制剂”多是指水产养殖中添加微生态制剂来改善寄宿环境的一类或一群微生物。当前高密度集约化水产养殖的全过程中，会投加微生态制剂产品，可改善水产动物的肠道菌群，促进水生动植物的生长，同时也能改良养殖环境的水质和底质，促进养殖水体生态系统中的有益菌群和有益藻类的生长，调节浮游生物的组成[4]，增强水产动物的抗病力[5]。例如光合细菌菌体含有丰富的蛋白质（约60%以上）,营养价值高,适合作鱼虾的饵料，并能释放具有抗病性的胰蛋白、辅酶Q等,可有效抑制病菌的繁殖，提高水产动物的抗病力[6]。

（二）复合微生物制（菌）剂

杨艳红等发表的“复合微生物制剂的综合利用研究进展”指出复合微生物制剂是由两种或多种微生物按合适比例共同培养,其充分发挥群体的联合作用优势,取得最佳应用效果的一种微生物制剂[7]。

常用到的复合微生物菌剂，主要由光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、酵母菌、乳酸菌和放线菌等，多种微生物菌剂复合而成的多功能微生物菌群与单菌株相比较，发挥氧化、氨化、反硝化、硫化、解磷、固氮等作用，有共生共荣,节约成本,提高效率等优越性。有学者在室内模拟条件下采用正交实验的方法对光合细菌、枯草芽孢杆菌和反硝化细菌的复配比例进行了研究，结果表明按菌液体积比为1∶2∶1进行复配利于水中溶解氧的提高和COD、氨氮、亚硝态氮、硝态氮的降解[8]。

二、复合微生物菌剂在环境水体微生态调控中的应用

（一）复合微生物菌剂在治理湖泊富营养化中的应用

湖泊水体由于生活或工业污染源的侵入，水底淤泥的长期积累释放有害物质，释放氮、磷等营养盐，导致水体富营养化，造成水体溶解氧过低，造成影响水生动植物的生存环境，水体逐渐失去自净能力。通过将复合微生物菌剂投放到富营养化的湖泊中，把有机物转化分解为单细胞藻类生长繁殖提供营养；单细胞藻类的光合作用又可以为有机物的氧化分解、水中微生物及动植物的呼吸提供溶解氧，形成良性的生态循环，维持良好的水质条件，以避免富营养化现象的发生。

有研究表明枯草芽孢杆菌在水中增殖后产生的胞外酶能把水体底泥中的有机质分解,降低水体富营养化，并可减少底泥的生成[9]。通过不断投放调理水质的微生物菌剂，能够修复湖泊生态系统的水体自净功能，重新构建了一个可承受一定污染负荷的人工生态系统[10]。有研究表明应用乙酸钙不动杆菌和巨大芽孢杆菌进行富营养化水体的净化效果较明显［11,12］。

（二）复合微生物菌剂在景观水体中的应用

景观水体是城市生态环境的重要组成部分。城市大小湖泊、河道、人工湖等具备景观功能的水体。通过选育高效菌株制成复合微生物菌剂，以酶促反应为基础，以微生物体内产生的具有催化功能的特殊蛋白质作为催化剂，对城市景观水体进行微生态系统的调控与修复，净化水质、改善底泥、消除恶臭，使城市景观水体水质改善[13]。有研究表明放线菌对河道黑臭水体有明显的处理效果［14］；也有学者做了景观水体微生态调控试验研究，高浓度复合益生菌对河道景观水体中COD、TN、TP均有较理想的去除效果［15］。

（三）复合微生物菌剂在工业污染水体中的应用

复合微生物菌剂能吸附、富集污水中的毒性大分子物质，例如印染业、造纸业排放的工业废水。在微生物代谢过程中产生的某些酶能够催化、氧化毒性物质，一方面毒性物质可以通过微生物细胞壁进入质膜，形成富集作用；另一方面可通过微生物的生命活动使有害物质降解成无毒、无害的无机物，例如氧化、还原、合成等作用，或转化为微生物自身所需的营养物质［4］。有学者采用厌氧——好氧微生态菌剂原位处理造纸废水，主要筛选出的纤维素降解菌处理效果较明显[16]。

三、复合微生物菌剂在水体微生态调控中的优势

（一）适用范围广

适用范围广，既可以在被污染的小河沟、坑塘、小湖泊中使用，又可以对大的河流、湖泊进行治理。并将复合微生物菌剂添加到受污染水体中，有明显的除臭效果，对黑臭水体的治理也有效。

（二）操作简便，投资少见效快

复合微生物投菌技术采取用电量少的循环喷撒装置来增加水中的溶解氧，在经济上具有投资少、见效快、运行费用低的特点。应用一般不需要大的基建投资，只需在原有污水处理工艺基础上，于初沉池或二沉池、污泥收集池等采用随水流滴加即可；而对于稳定塘污水处理工艺，则可以采用泼洒或安装自动喷洒系统，既可以将菌剂定时定量地喷洒到污水水面上，又能达到除臭和净化污水的目的。

（三）无毒无害，不产生二次污染

复合微生物菌剂由人工筛选的有益微生物组成，具有无毒、无副作用、无残留和不产生抗药性等特点，能有效调节水体水质，对人畜及其他动植物无毒无害。在净化水体的同时，还能促进动植物生长，这对于充分发挥水生生态系统中动植物的生物净化作用、提高水体的综合经济效益有着更加积极的意义。

随着人们对环境保护、绿色发展的日益关注,应用绿色技术实现绿色环境越来越受到重视。复合微生物菌剂的研制和应用作为一项有效措施，随着微生物生态学技术的不断发展下，将会不断深入研究复合微生物菌群的作用机理,新型多功能在高效的复合微生物菌剂将会广泛应用于水质净化和污水处理中,从而为环境健康可持续发展提供重要技术支撑。