微生物在环境保护中的应用

摘要：微生物技术在环境保护和治理中起到至关重要的作用。本文就微生物在大气污染治理、工业废水处理等领域的应用，以及在未来环境保护中的发展前景展开阐述，旨在通过对本文的探讨，让我们高中生能更加重视环境保护。

关键词：微生物；环境保护；污染治理；前景展望

一、微生物的定义

微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。它们都是一些个体微小、结构简单的低等生物，包括属于原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。作为生物技术最根本的一门学科，微生物学给人类带来了巨大的利益，并对其他生物技术产生了重要影响，一直处于生物技术的领先地位，随着微生物技术快速发展，微生物技术已经走出了曾给其带来里程碑转折发展的发酵罐时期，广泛用于发酵罐以外形式的环境保护、细菌冶金、细菌勘探和能源开发等领域，特别是基因工程菌的大量产生和使用。

二、微生物在大气污染治理中的应用

随着工业的迅速发展，人口激增，进而带来的是一系列的大气污染问题，从而引起各种危害，如臭氧层被破坏、酸雨发生越发频繁、温室效应等。现主要从3个方面介绍微生物在大气污染治理中的应用，包括NOx的微生物净化技术、微生物除臭技术、二氧化碳的微生物固定技术。

（1）NOx的微生物净化技术

NOx的微生物净化技术原理是利用脱氮菌在外加氮源的环境下，将大气中有害气体NOx还原成无害气体N2，在进行还原的同时，脱氮菌利用NO2作为氮源营养物质进行自身增殖，如此循环还原，从而达到多次净化的作用。爱德荷国家工程的实验室研究人员利用脱氮菌进行脱氮，已经将氮净化率提高到99%。该方法能有效去除废气中的NOx，因其工艺流程简单、能源消耗低、净化效率高、无二次污染、能进行循环利用等优点，可以推广用于其他工业有害气体的治理，从而达到有害气体的再利用。现在，各国的科学家正在研究将NOx的微生物净化技术与细胞固定化技术相结合，从而寻找对有害气体NOx进行净化的更便捷、易操作的方法。

（2）微生物除臭技术

由于工业气体污染包含多种污染成分，其中还夹杂着部分固体颗粒，产生臭气，故科学家研究出微生物除臭技术，用于处理工业污染引起的臭气。微生物除臭技术是先将臭气溶于水中，然后运用微生物的体表面积大、细胞膜和细胞壁可以吸附溶于水中的臭气的特性，将臭气分解为可溶性物质，使工业污染中的臭气被消除；同时，微生物利用臭气中的成分作为自己的营养物质，进行自身的生长繁殖，增加了微生物的数量，加快除臭环节的进行。此技术净化效率高、成本低，是可以推行的工业除臭技术。

（3）二氧化碳的微生物固定技术

二氧化碳污染是最常见的气体污染，可利用物理、化学技术进行去除，但微生物的各种条件更为优越，能在进行污染物治理的同时实现自身的生长繁殖，故使用微生物进行碳的固定，产生许多有利的物质，如有机酸、多糖、维生素、氨基酸等。常见的固碳微生物有螺旋藻、小球藻、真养产碱杆菌等进行固定作用，分解二氧化碳。

三、微生物在工业废水处理中的应用

微生物对工业废水进行处理的方法是利用其生化反应，通过酶催化对工业废水起到转移和转化作用，从而使工业废水得到净化、循环利用。微生物技术处理工业废水主要是进行有机物的降解、重金属离子的处理及其他物质的除杂。

（1）废水中有机物的降解

微生物降解污水中的有机物是利用微生物的新陈代谢过程中需要进行物质间的吸收利用，产生容易分解的代谢物，周而复始，使污水中的有機物被分解完全。

20世纪70年代微生物絮凝剂已经问世，其来源为微生物，来源广泛，安全性高，是自然的新型水处理剂，现已经应用于高浓度、难治理的农药废水中。高效微生物的研究应用是解决农药废水实现高效、快捷处理的关键，可以利用EM菌、小球绿藻、芽孢杆菌等对农药残留的有机磷、硫等物质进行消化吸收。经过科学家们的研究，降解率已经从72.3%升高至99.7%，同时中国科学院与中国科学院武汉病毒研究所从污泥中分离出假单细胞，其在18h内能将1000 mg/L甲胺磷降解75%左右。

（2）废水中其他物质的去除

废水中除了有机杂质、重金属外，还有其他有色颗粒存在。目前，对有色废水的处理是采用微生物絮凝剂进行脱色，该处理剂是利用生物分解性，将细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而成。研究表明，它克服了无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷，现在已经研发了微生物絮凝剂NOC-1对发酵后的有色废水、造纸碱性黑液等进行脱色，发现其脱色效果显著，可使废水变为清澈、透明。

四、微生物技术前景展望

放眼世界，微生物技术的发展已经十分蓬勃，大量的学者针对微生物技术的实际应用提出了自己的科研成果。随着世界对环境污染的进一步重视，微生物技术已经成为了行业内的热门话题，国际上的许多国家已经将适合进行环境污染处理的微生物投入到量产阶段，形成了自己的规模市场。国际上环保行业已经成为了一种巨大的市场，并且市场需求十分巨大。

（1）新物种的探寻

微生物种类的多样化，发现更多适合进行污水处理的微生物以及微生物的合理应用，能够极大程度上提高微生物的降解效率。因此对于微生物种类的发现十分重要。如我国中科院微生物研究所，于青海西藏等地盐碱湖区域所发现的古细菌物种，这一品种于后续的试验中发现其对蒸发过程起到了高效的催化作用。瓜伊马斯盆地温室环境下蕴含有大量油物质的水域中发现了一种菌种，能够十分高效地解决石油污染问题。

（2）微生物保护技术的研究

就目前对微生物的治理研究中，其重点一般都放在提高微生物的降解效率等方面，对微生物的成本进行节省。基础研究与投入使用时分开来进行的，因此需要进一步加强实际应用与理论研究进行结合。并且就微生物环境治理技术来说，对微生物种类的筛选十分重要，需要进行高精度的分离，大量对微生物进行培养，对微生物的控制也需要十分注意，防止微生物的过度生长对环境造成一定的影响。微生物技术领域有待挖掘的方面有许多，重点应该放在对微生物的种类筛选以及微生物的低成本培养技术上，以追求微生物的降解效率最大化。

五、结语

通过对微生物环境保护应用进行分析研究，指出了我国微生物治理技术仍然处于起步阶段，需要大力发展这方面的技术，采用微生物技术来实现生物治理，能够更好地解决污染问题，并且可以带动整体环保工作的进行。以解决目前我国由于经济的快速发展所带来的环境污染问题，从而进一步为环保工作带来新的突破。

（作者单位：衡阳市八中）