微生物与环境保护.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流微生物与环境保护.精品文档.微生物与环境保护环境保护和对已污染环境的生物修复是21世纪全球性的一项重要任务，微生物可在其中发挥不可取代的作用。目前中国已经是世界上环境污染最为严重的国家之一，大气、河流、湖泊、海洋和土壤等都受到了不同程度的污染。太原、兰州、广州、济南、北京等五城市位于世界十大空气污染最严重的城市之中，全国600多个城市中，大气质量符合国家一级标准的不足1%。全国范围内的酸雨危害的程度和区域日益扩大。而中国的水环境污染现也令人担忧，污染程度已相当于发达国家5060年代的严重时期。1990年，大约有77%的废水未经处理直接排放，工业废水处理达标率约在58%左右；大量有毒有害物质流入水域，造成城市河段水体污染严重；湖泊的富营养化加剧；原来清澈透明的水体，变得污黑混浊，臭气熏天；原来鱼儿漫游，现在鱼虾减少，从受到污染的河中打捞上来的鱼，人根本没法吃，有的鱼做熟了以后，满锅都是机油味。京杭大运河江苏段，河水污染发臭，鱼虾绝迹，变成了举世闻名的臭河。我国的环境质量近年来逐年下降，再加上乡镇工业异军突起，特别是一些生产医药、染料、农药、造纸、化肥、电镀等项目纷纷上马，这些企业排放的污染物危害很大，污染严重，治理难度大，很多企业是以牺牲环境为代价来换取短期的经济利益。总之，目前我国社会经济仍然保持着高度发展，环境保护压力进一步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已经成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。随着社会的发展。科技的日新月异,科技的发展也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着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。我国在经济发展过程中,也出现了突出的环境污染问题。大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势,环境保护的压力依然很大。环境污染和已成为制约我国社会和经济可持续发展的重大障碍。微生物技术在处理环境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显着优点,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的希望。在改良环境中没有其他技术所可代替和比拟的。      微生物技术是环境保护广泛应用和十分重要的技术,其在水污染控制、大气污染治理、土壤的肥力修复、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、环境修复和污染严重的工业企业的清洁生产等方面,发挥着重要的作用。现代微生物技术的发展,尤其是基因工程、细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用,使微生物处理具有更高的效率、更低的成本和更好的专一性,为微生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。微生物技术不仅适用于环境污染治理,如今还广泛应用于环境监测,成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。微生物技术虽然广泛应用于污水处理、垃圾处置、河道治理等领域,但在环境中的应用同时存在较大的不确定性和潜在风险:一是微生物自身可能对人体健康和生态环境产生影响;其次是微生物在用于污染物降解和处理过程中,也可能产生新的有毒或污染物质,所以在此同时也要加一些必要的化工处理。两者有机的结合起来。（一）微生物对废水的处理当水体中存在大量的有机物时，就会被异养微生物分解利用，其代谢产物又会被自养微生物利用，最后捕食性原生动物也会迅速发展，通过它们的共同作用，最后使污水得到净化。然而，它们的生命活动要消耗氧，而氧的消耗速度要比补充的速度快，因此，有机物的污染对自然水体的基本效应，就是导致水体中溶解氧含量的减少。污水中有机物的多少，一般可用生化耗氧量（BOD）表示，它是指在特定时间和温度下，微生物好氧过程中氧化一升污水中的有机物所需氧的毫克数。生化耗氧量值的大小取决于水中可被微生物氧化的有机物数量，常用它判断水的污染程度，以及水处理过程中基质分解的速度和水的净化水平，也作为水质的监测指标而被广泛应用。生活污水与人类的生活密切相关，各种洗涤水和粪便水等渗入地下或流入自然水体，这些污水中含有大量的、种类繁多的有机物、无机物、有毒物不卫生的物质，还有微生物，尤其是可引发传染病的病原微生物，这些污水进入地表水或地下水，都会使水质受到污染，从而使生活用水丧失了可饮性，水生生物遭受毒害，水产资源受到破坏。生活污水处理就是创造条件，加快自然水体的自然净化过程，消除污染物，水质达到排放标准后，再排入天然水源，以保证水资源循环使用。处理方法分为好氧法和厌氧法两大类。好氧法是目前处理生活污水和工业废水的重要方法，它又分为活性污泥法、生物膜过滤法、氧化塘法以及土地灌溉法等，其中每种方法都包括物理法、化学法和生物法三者的联合作用，而生物法主要是去除污水中的胶状物、可溶性有机物、无机物及各种毒物，并使病原微生物死亡。由于生物法效率高、费用低，在处理生活污水和工业废水时被广泛采用。（二）微生物对空气的治理工业“革命”以来,煤炭是世界能源的重要组成部分。我国是世界上最大的产煤国和煤消耗国,煤炭占我国一次能源的3/4,高硫煤储量约占总储量的1/3,并且高硫煤开采比例也逐年上升,而黄铁矿硫约占总硫的60%。煤中通常含有0.25%7%的硫,如我国西南地区煤平均含硫量为3.23%,西北地区为3.05%,中南地区为2.02%,华北地区为1.65%。煤炭中的硫分为可燃硫和不燃硫。不燃硫主要是硫酸盐,可燃硫包括无机硫和有机硫。可燃硫经燃烧生成SO2随烟气排入大气,导致了严重的环境污染,造成的经济损失每年达数百亿元。据报道,1997年,我国的SO2年排放量已达2346万吨,居世界第一位,62%的城市大气SO2日平均浓度超过国家三级标准;全国酸雨区面积已占国土面积的30%,华中酸雨区酸雨频率高达90%以上。就在前几年,我们到处可以看到春季雨后,地面上残留一些黄色的粉末,那就是酸雨。预计2000年我国一次能源的消耗量将超过12亿吨。SO2年排放量将会达到3822万吨。中国21世纪议程中指出:“发展少污染的洁净煤技术是中国政府履行国际公约、承担相应国际义务的重要方面,也是促进中国以煤为主的能源系统向环境无害的可持续发展的模式转变的战略组成部分。”可见洁净煤是中国能源的未来。近几年来研究人员把煤的物理选煤技术之一的浮选法和微生物处理相结合,即把煤粉碎成微粒与水混合,并将微生物加入溶液中,让微生物附着在黄铁矿表面,使其表面变成亲水性,能溶于水。在浮选中其难以附着在气泡上,下沉至底部,从而把煤和黄铁矿分开。由于它仅处理黄铁矿的表面,因此脱硫时间只需数分钟即可,从而大幅度缩短了处理时间,可脱除无机硫约70%。另外,该法在把煤中的黄铁矿脱硫时,灰分也可同时沉底,所以也具有脱去灰分的优点。目前,浮选法微生物脱硫已成为国际上洁净煤技术开发的热点。很多学者利用细菌研究了大量的脱硫技术。如利用氧化亚铁硫杆菌已使脱硫率达95%以上,日本利用该菌已使H2S脱除率达99.99%,中国利用该菌对炼油厂催化干气和工业废气脱硫,H2S去除率分别为71.5%和46.91%,Saleem等用脱氮硫杆菌的耐受株T.denitrificansF,在厌氧条件下脱硫率达80%。微生物还可用来固定CO2,实现CO2的资源化,同时产生很多附加值高的产品。生物技术用于有机废气具有费用低、效率高等优点,在德国、荷兰、日本及北美国家得到广泛应用。毕立锋等还进行了微生物净化NOx的研究。（三）微生物用于垃圾的处理在我国人口急剧上升,每天由于人类活动,生活的垃圾也越来越多,每天都有大量的固体废弃物,如各种垃圾的产生,特别是大城市的固体废弃物的产量更是惊人。这些固体废弃物都应该进行无害化处理,但目前几乎95%的垃圾未经这样的处理,一般只是简单地堆集起来或倾入江河中。固体废弃物中不仅含有各种无机物,如玻璃、金属等,还含有大量的有机物,包括可降解的淀粉、蛋白质、废纸、烃类等和很难降解的塑料等,其中的很大部分是可以回收利用的,因此提倡垃圾的分类包装,回收可再生的资源,是一箭双雕之举。堆肥处理法堆肥是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖转化的生物化学过程，最终形成类似腐殖质，可作为肥料或土壤的改良剂。堆肥技术是实现城市垃圾资源化、无害化的一条重要途径。它不仅可以杀死垃圾中的病原菌，有效处理垃圾中的有机物，增加土壤中的有机成份，而且可生产有机肥料，有利于增加农业产量由于传统堆肥处理法是利用堆制原料中的土著微生物来降解有机污染物，堆肥初期土著微生物数量少，需要一定时间才能繁殖起来，且各种微生物分解速度差别很大，因此传统堆肥往往存在发酵时间长、产生臭味且肥效低等问题。 研究表明，进行人为接种分解有机物能力强的微生物，可以加速堆肥材料的腐熟，提高温度，消灭某些病原体、虫卵等，并能控制臭气，增加堆肥成品中的有益微生物。因而通过加入复合微生物菌剂和调理剂或分解促进剂来提高和加速堆肥反应过程，成为目前垃圾堆肥研究的热点。另外，微生物对化学农药也有降解作用。各种除莠剂、杀虫剂、杀菌剂、杀软体动物剂、杀鼠剂等农药，在制造、运输和使用过程，对环境有很大污染。我国每年要使用50多万吨农药，其利用率只有10%，大量农药残留在土壤中，有的被土壤吸附，有的附着在农产品上，有的则经水、气传播和扩散，引起全球性环境污染。化学合成的有机农药一般都很稳定，甚至能在土壤中残留十年之久。但环境中的农药仍可被微生物降解。试验表明，绝大多数有机农药都能被微生物降解，只是降解快慢不同。降职降解的微生物种类很多，主要有细菌、霉菌、酵母和少数放线菌。有机农药中含砷者对人畜毒害是很大的。土壤中的有机砷农药，经微生物作用转化成高砷无机化合物后，被吸附在土壤的无机胶体上，很少能被植物吸收，也就不易进入人畜食物链。由于含砷类农药毒性大，不易降解，故很少使用。总之，微生物与环境保护有着极为密切的关系。利用微生物在处理环境污染物和环境监测等方面，已取得了很大的成果，微生物在环境保护中有奇特的作用。参考文献: 1.王家玲李顺鹏黄正等。环境微生物学(第二版) 2.钟鸣等。微生物分子生态学技术及其在环境污染研究中的应用。应用生态学报,2002年2月第13卷第2期。 3.余莉萍等。环境生物技术的应用及发展趋势。城市环境与城市生态,2002年4月。 4.周德庆。2002.微生物学教程(第二版)。北京:高等教育出版社 5.诸葛健,李华钟。2004年9月。微生物学。北京:科学出版社 6.陈守文喻子牛等。微生物生物技术。北京:科学出版社,2002 7.任南琪马放等。污染控制微生物