浅析微生物在环境污染治理中的应用
作者：刘勤
来源：《城市建设理论研究》2014年第06期
摘要：本文对当前我国环境现状和环境保护中所面临的各种问题做了简要的分析，对微生物技术治理环境问题的特点和优势做了相关介绍，并对近年微生物应用于环境污染治理的方法做了浅层次的剖析。
关键词：微生物环境污染治理应用
中图分类号： X501文献标识码： A
微生物是一类形态微小、结构简单、必须借助显微镜才能看清楚他们本来面目的生物。微生物不是分类学上的概念，而是一切微小生物的总称。凡自然界存在的有机物，都可以被微生物利用、分解。微生物作为生物界的主要降解类群，在水体污染、固体废弃物污染、重金属污染、化合物污染、石油及大气污染等治理过程中，均取得显著效果，且不易造成二次污染，应用范围广泛，在环境污染治理领域发挥着巨大的作用。
一、我国当前环境污染现状
伴随着中国粗放式制造业扩张达到极限，中国的世界工厂地位奠定。然而，在人均GDP达到5000美金这一中等发达水平的时候，中国同时也进入了环境压力高峰。如今环境污染已是全国行的普遍现象，近几年入冬以来的全国性雾霾天气，再清楚不过地揭露了中国环境污染的严重程度。当清新的空气、洁净的水源、蓝色的天空都成为民众的奢望之时，我国环境污染问题之严重就可想而知了。如何在经济发展的同时控制环境污染，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我国目前亟待解决的问题。
二、微生物技术在环境污染治理中的特点及优势
科技的发展充分证明微生物技术是环境保护的理想武器，这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显著优越性充分体现在它是一个纯生态过程，从根本上体现了可持续发展的战略思想。微生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著特点。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，人们已经越来越意识到，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希望。
目前微生物技术已经是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术。其在水污染控制、大气污染治理、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、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作
用。微生物技术不仅单纯适用于环境污染治理，如今已相当广泛的应用于环境监测，成为环境治理预报和报警中的重要组成部分。
三、微生物技术在环境污染治理中的应用
1、在大气污染治理中的应用
1.1微生物脱硫
煤炭是我国最主要的一次性能源，约占我国能源消耗量的70%。煤炭中通常含有0.25%—7%的硫，其在燃烧过程中生成SO2随烟道排入大气，造成酸雨。目前可以进入工业化的技术多为物理方法和化学方法，虽处理效果好，但成本较高，存在二次污染。微生物脱硫技术与前者相比，具有投资少、运行成本低、能耗少、可有效减少环境污染等优点。微生物脱硫技术的研究主要集中在煤炭脱硫、烟道气脱硫及生产废气脱硫几方面。
1.2含硫化氢气体的净化
硫化氢是一种对人体和环境有着很大危害的有毒有害气体，它的存在不仅会引起设备和管路的腐蚀，且严重威胁人体健康。国内外已有处理硫化氢废气的方法很多，依起弱酸性和强还原性而进行脱硫可分为物理法、化学法、生物法。生物法脱硫是20世纪80年代发展起来的常规脱硫替代新工艺，通过微生物菌群的作用，可将硫化物转化为单质硫并回收。
2、在废水污染治理中的应用
2.1利用光合细菌处理高浓度有机废水
光合细菌PSB是一大类能进行光合作用的原核生物的总称。除蓝细菌外，都能在厌氧光照条件下进行不产氧的光合作用。用PSB法处理高浓度有机废水，具有活性污泥法所不及的许多长处。无论是基建费用、占地面积、设备投资、还是动力消耗、日常管理的人工费和处理成本，PSB法都比活性污泥法省。此外还能除油、能忍受高达20%的NaCl，以及对酚、氰等毒物有一定的忍受和分解能力。
当然，PSB法也有其不足之处：一是需要适时地补充菌种；二是菌体自然沉降较困难；三是有效的最终BOD浓度在200mg/L左右，还需要活性污泥法或培养藻类等方法进一步处理。尽管如此，PSB法仍显示了较大的优越性，利用它来净化有机废水和资源化，将给废水生物处理增添新的活力。
2.2生物脱氮除磷
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
;;; 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；良UCI工艺；2/0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,其中不动杆菌属是除磷的优势菌种。
2.3污染物高效降解菌的分离和应用
用人工分离选育污染物高效降解菌用于废水处理，是近年来废水生物学处理技术中的一项新进展，尤其是对一些难生物降解的或有毒的废水，分离选育高效菌株进行处理，更有其独到的优越性。近年来国内在脱色菌、PVA降解菌、洗涤剂降解菌、石油降解菌、硝基苯降解菌等方面的研究和应用，取得了一些有价值的成果，此外降解质粒的研究已经积极地展开，高效降解菌应用技术的研究也获得不少成绩。这将为废水生物处理的发展提供新技术、新手段。
2.4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。
3、在城市垃圾处理方面的应用
随着城市化进程在全球范围的加速，城市化带来的环境污染和人类聚居状况恶化等问题，已成为世界各国共同关心的问题。城市生活垃圾是在城市日常生活及为城市生活提供服务的活动中产生的固体废弃物，是城市环境的主要污染物之一。目前，城市生活垃圾处理处置的方法主要包括卫生填埋、堆肥化、焚烧三种，其中前两种处理方式均属于生物处理技术。具体来说，MSW生物处理技术就是城市生活垃圾中固有的或外添加的微生物，在一定控制条件下，进行一系列的生物化学反应，使得MSW中的不稳定的有机物代谢后释放能量或转化为新的细胞物质，从而MSW逐步达稳定化的一个生化过程。
4、环境中其它污染物处理的应用
微生物不仅用于大气、水、土壤中农药和垃圾的处理,还应用于检测有毒化学品的指示生物、生物脱臭、微生物修复、白色污染的消除、化学农药污染的消除等方面。此外,还可做成微生物絮凝剂,净化污水。
四、结语
微生物在污染治理中具有广泛的应用前景，为提高微生物降解能力，扩大其应用范围，分离、重建高效、广谱降解微生物具有重要意义。同时，在微生物对污染物的适应及其降解遗传学机制，微生物净化的高效性及安全性，研究成果从实验室研究向工程应用的转移，以及高效、准确评估技术的应用等方面，尚需加大投入和作进一步研究。我国的环境微生物技术研究尚处于起步阶段，与国际先进水平还有很大差距，应根据我国的国情，充分利用我国的资源优势，借鉴国外先进技术和经验，重点加强环境生物技术的研究与开发，以期取得更好的环境效益和经济效益。
参考文献：
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[3]周群英,王士芬.环境工程环境微生物学