环境中微生物处理的有效应用

贵州省环境工程评估中心 方学强

在当今社会发展中，人类由于时间的变迁导致他们的生存方式和生活理念都发生了改变，人类对自然环境的改变也更加重视，注意到自然环境改变会更人们生存造成的后果，开始人类只关注城市的发展而现如今人们对环保建设的关注程度愈来愈高。在社会发展中，人类对生存质量的需求以及对自身外部环境的影响都会影响着社会环境的发展，同时自然环境的变迁也影响着人类的生存质量，所以应更加重视环保工程的重要意义。

细菌是生物界广泛出现的一个特殊类群，它们大多体积小，肉眼根本无法看到，但却在人们的日常生活中处处出现，并且时时刻刻影响着人们。细菌的增殖速度很快，而且种类也很多，在新陈代谢活动中，就可以把大量对环境产生危害的生物或有害化学物质转化为有利于城市生态平衡的无机物。而在有效利用微生物方法在处理城市污染方面，其有着范围广、成本低、周期短且没有二次污染的突出优点，在经过微生物技术处理后，可以净化城市土地、空气和水体，从而显著提高城市的生态环境。

一、微生物处理技术概述

由于当前科学技术的不断进步，微生物技术也被广泛应用于环保领域，由于合理利用的微生物能够在一定程度上达到解决污染物的目的，因此进行了微生物大范围的繁殖。同时，也由于微生物大范围的繁殖能够在一定程度上提高细菌在降解环保有机物方面的效果。此外，在处置污染物中的微生物学技术还牵扯到了很多技术领域。如生态技术、环境污染学、生态学等等。因为，微生物学技术具有极其巨大的吸收能力，所以能够大范围地处置很多垃圾。且在处置微生物中的垃圾时，并不会直接对周边自然环境形成第二次环境污染。所以微生物学技术对于环保污水处理具有重要意义。近些年，环境污染现象已严重困扰着人们的日常生活，为更好地保护水质，在通过微生物技术解决环保污水问题时还应该进行不断的探索研究。

二、影响环境工程建设的因素

（一）自然环境的恶化

在中国当前的发展阶段，随着城镇化建设的持续发展，为切实满足人们的生活需求，产业发展规模也在不断扩大，在一定程度上增加了生产投入量，尽管给企业创造了很多经济效益，但同时也产生了大量的工业生产废料，并使自然环境造成了一定污染，自然生态环境恶劣程度的不断增加，也在一定程度上增加了环境工程量，但同时对于环境工程的有关人员而言，这一现象也会降低了他们的工作积极性，因为他们很可能会觉得环境工作没有任何进展，而因此降低了工作动力。

（二）工业生产的污染

在中国经济社会发展过程中，工业制造业一直是我国高速发展的重要支撑，而制造业持续发展对提升中国社会经济水平有着直接的促进作用。但是在产业发展不断加速速度的今天，因为在制造业实际生产过程中，会生成一些有害的化学物质，比如某些有害废气，甚至是危险液体，而这些有害化学物质一旦处置得不到位，就会被直接污染大气及水体，进而对周围环境产生直接危害。而目前，随着环境污染的不断加剧，将为我国环境工程等有关工作的开展造成相当的障碍。

（三）人为因素造成的影响

环境工程在进行的过程当中，和人类的日常生活有着很大的联系，因此有关人员在管理工程时，要将自然环境与人文环境联系在一起，从而一定程度上保证工程管理的实效性。如果在环境工程实际建设阶段中，人们并没有树立足够的环保理念，那么也将无法认识到环境工程有关工作开展的必要性在很大程度上增加对环境工程的投资浪费，从而无法达到工作预想的处理效果，同时还会加大环保工作的压力，增加了环境工程的实际处理难度。

（四）环境工程自身的影响

对自然环境进行较好的建设，是人类社会发展中必然要实现的一个目标，同时也是人类社会可以持续发展的一个关键性问题。不过，就环境工程的现实建设情况而言，除有自然环境原因、工业生产因素、人为因素负面影响以外，还有环境工程本身的因素影响。例如，在实际施工的流程当中，建筑施工技术还没有达到实际要求、环保水平亟待改善，以及应用到的一些环境治理技术手段还比较落后等，这就会在一些严重程度上对环境工程的建设带来负面影响。

三、微生物处理技术在环境中的应用优势

微生物技术是从生物技术中分离而来的。微生物技术具有生物技术的特点，但又有很大的不同。其主要优势如下：

第一，由于微生物技术对污染物的降解能力很强，同时也对废水具有很大的吸收能力，且由于微生物技术的沉降性能和降解能力都较好，在实际使用的过程中并不要求特别严苛的环境条件。在生态环境治理中有较好的处理效果，甚至能够实现对污染物较为彻底的处理。

第二，由于微生物处理技术的生产成本相对较低，和传统的物理、化工方法比较，利用微生物技术所具有投入资金相对较小，成本较低等优点。按照现有的处理数据与表名，对微生物的处理成本仅达到了传统物理、生化处理技术成本的三成至五成。

第三，细菌数量很多，来源非常充足，它们拥有不同的新陈代谢形式，对周围环境中可能具有的天然污染物，基本都能够进行分解和转化。并且由于细菌极易培养，而且生长时间也很短，对环境的适应能力很强，所以一旦在环境当中出现了一种特殊的化合物，细菌就能利用自身诱导，形成与之相适应的酶体系，进而产生一定的新陈代谢活动，对新的物质也能迅速进行分解和转化。还可对这种细菌进行培育增殖，特别是在某些特殊的环境里，对细菌加以培育，还可以更好地适应各种条件。

第四，微生物技术在对污染物的处理中，具有很大的生物修复功能。微生物技术不仅可以把水体中的各种污物、废物加以去除，去掉某些有毒有害的化学物质、病菌等，而且可以在一定意义上增加透明度，减少色度，产生很高的处理效益，达到对污染物的高效处理。

总之，微生物技术在生态环境治理中有着十分广·泛的应用。针对不同的污染物，培育具有针对性的微生物，就可以展开对生态环境的有效治理，从而达到保护环境的目的。

四、微生物处理在环境中的有效应用

（一）微生物对大气进行有效治理

1.大气污染的危害

全国超过100多个城市，大气质量满足国家一类标准的不到1%，因此大气环境污染形势非常严峻。虽然大气环境污染并不是个很新奇的话题，但大气环境污染对人们生产、生活的危害程度却是不言自明的。由于社会经济的迅速发展，社会生产中形成的各种污染物气体大量释放到了空气中，所以尽管部分大气污染源已经开始得到了严格的管理，但总体上对大气环境的污染总量并不会下降。同时大气环境污染也反映出了各种非天然状况，其中最为明显，而对环境危害最大的是酸雨。

所以降低废气污染和使用废气净化设备是防治大气污染的必然趋势。使用微生物技术处理大气污染的主要优点是能使污染转变为无害物，生产成本也比使用传统理化方法减少约六成至八成，但缺陷则是对该技术作用原理掌握较少，且目前尚无法对全部污染进行有效处置。

2.微生物对大气污染的有效治理

微生物科学技术在处理大气污染问题时，既没有引起第二次环境污染，并且在经济上也切实可行，因而是目前处理大气环境的主要科研领域。首先，微生物对二氧化硫的处理。不言而喻，二氧化硫是大气环境污染的主要污染源之一，它在物理层表面以吸附的形态出现，在物理化学层上则转化为硫酸。在细菌的作用下， 发 生：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的反应。在吸收液中，二价铁分子和三价铁分子之间的互相转 换， 促 使 产 生：Fe2（SO4）3+SO2+2H2O==2FeSO4+2H2SO4。三价铁分子有强氧化活性，在铁含量越高的情况下，其脱硫的速率就越快。另外，当三价铁分子转化为二价铁分子之后，还可继续被营养液中细菌利用，将其转化为三价铁分子，进而再吸收二氧化硫。其次，有效利用微生物技术的除臭机理。人们在城市日常生活中所闻到的恶臭，其实质是生物在腐烂后排放出的带有强烈刺激性的臭味，如一氧化氮、二氧化硫废气等。利用微生物除臭，也是指利用微生物的生命活动，加速土壤有机质的溶解，使之迅速转化为水、超临界二氧化碳、无机化合物等。

（二）微生物对城市垃圾的有效治理

1.城市垃圾的现状

城市垃圾（一般指代城市生活垃圾）管理，是中国现行城市化政策维持发展稳定和繁荣的关键事项之一。在中古时期的城市，除非是经济发展非常繁荣且人口聚集规模较大的城市，否则一般城市并不会出现生活废弃物“包围”城市的情况。究其原因，一方面是中古时期的自然环境良好，自然环境对人体活动的承载力较强，人体活动不会对自然环境构成无法支撑的负荷；另一方面，中古时期城市规模很大，总人口密集程度较低，因而形成的城市废弃物总量较少，另外，中古时期人民形成的城市废弃物多数都是有利于自然环境缓解的“天然”产物，所以也可以管理和解决。人们在现代生活中使用后丢弃的废弃物，大部分为生化食品，降解运行速度慢，生命周期相当长。因此使得城市周围积聚了堆积如山的废弃物，所以使用微生物技术处理城市垃圾的趋势势在必行。

2.微生物对城市垃圾的处理

针对城市废弃物的管理，在不同的地方，政府根据其自身实际状况，创造性地衍生出了多种方式与管理手段。比如，平原地带的城市，在将生活废弃物分类以后，将其堆积成小山丘形，经夯实并加工后，在其表层涂抹泥浆，移栽花草，以便构筑为人们休憩玩乐的好去处。有的企业通过废弃物发电，通过废物利用，使之转变为人类不能失去的电能来源。不过，无论回填、堆肥、垃圾焚烧或者利用发电，一方面是投资成本太大，无法进行普遍的应用；另一方面也是结果不尽如人意，极易产生二次污染，损害了城市的供水、环境和空气质量等。使用微生物学科学技术处置城市废弃物时，第一步就是做好筛选，先把一些可使用的废弃物回收再使用，然后就是根据废弃物的特点，有针对性、指定性地应用各种微生物学科学技术。例如，塑料废弃物需降解纤维，而生物废弃物则需降解蛋白质、脂类等，因此可对其分门别类地处置，使它们发挥出好氧、厌氧的反应，促进其发酵。很多生活废弃物均可形成沼气，并可作为都市能量需要的主要方面，而通过细菌乳酸菌后的废弃物，多数也含有无机矿物质，可用作农村化肥，运送于县城近郊开展农村生产。由于技术的提高，当使用微生物发酵垃圾后，可以进行自动化作业过程，从而可以有效提高其效率。

（三）微生物对污水的有效处理

1.微生物对城市污水的治理

水是生命之源，因此水污染处理也是中国城市优先发展的重点事业之一。而污水，除了来自人类的家庭生活用水之外，主要还是生产流程中形成的制造业污水、养殖污水，而这些工业生产废物的污染导致纳污水体水质遭受危害，将其中的含氮、含磷等污染直接排入地表水体，形成了水域富营养化。但一言以蔽之，由于水污染物种类繁多，污染区域范围广阔，因此必须予以高度重视。近些年来，由于人类对生活品质的日益提升，人类的环保意识、卫生意识也越来越强。对生产流程中形成的工业废水、生活中形成的日常生活污染等，都需要满足国家和地区的规范才能向外界排放。但是，在自然环境下，天然水循环的流程必定无法跟上污水的排放量，而自然快速降解流程也无法解决废水污染对水质所带来影响，因此利用人力而处理污水也是必要之举。

2.微生物对污水治理的工艺原理

城市污水中的物质组成非常复杂，通常生活废弃物的主要组成为新陈代谢垃圾和食品残留，但工业生产污水中可能会含更多的各种金属、酚类、聚乙醛等物质，而且城市污水中也存在着大批非病原性细菌和一些病原菌及病毒，因此城市污水的生态处理方法正是利用城市污水中的混合细菌群落为基础，对城市污水中的各类有机废物加以吸附、转移，并利用扩散、吸收、聚集、氧化分解、沉降等的功能，从而消除水域的污染。所以，污泥生物处理其实就是对水体自净的进一步加强，但有所不同的是，当去除掉了污泥中的污染之后，就需要再把细菌从出水面分开，而这个分离过程主要是利用细菌自身的絮凝能力以及对原口动物、轮虫类等的吞噬能力进行的。

五、结束语

在工业污染情况逐渐严重的状况下，微生物学方法的出现给处理环境污染问题带来了许多方便，不但能够检测水质情况，还能够在处理废气、固体垃圾等方面发挥作用。在未来的发展中，应该不断完善理论，提升科学技术水平，并以国内外实践情况为基准，研究出最先进、科学的微生物技术，以根治环保难题，维护人们天然的生态环境。

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微生物包括：细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，与人类关系密切。涵盖了有益跟有害的众多种类，广泛涉及食品、医药、工农业、环保、体育等诸多领域。在我国教科书中，将微生物划分为以下8大类：细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体。有些微生物是肉眼可以看见的，像属于真菌的蘑菇、灵芝、香菇等。还有微生物是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的“非细胞生物”。

肉眼难以看清，需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小生物的总称。微生物包括细菌、病毒、真菌和少数藻类等。（但有些微生物是肉眼可以看见的，像属于真菌的蘑菇、灵芝等。）病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的“非细胞生物”，但是它的生存必须依赖于活细胞。根据存在的不同环境分为空间微生物、海洋微生物等，按照细胞结构分类分为原核微生物和真核微生物。

一个体积恒定的物体，被切割的越小，其相对表面积越大。微生物体积很小，如一个典型的球菌，其体积约1mm³，可是其表面积却很大。这个特征也是赋予微生物其他如代谢快等特性的基础。