微生物在降低污染和环境保护的研究及应用

邹中伟

（长兴县环境保护局环境监测站，浙江 长兴 313100）

摘要：随着经济社会的发展，人民的生活水平日益提高，生活变得越来越便利，然而伴随生活便利的同时，环境污染却日益严重，尤其是工业化生产的废水和日常生活中向空气和周围环境中排放的有害气体，这极大程度地影响着人们的健康和生活质量。本文通过讲述微生物在降低污染和保护环境方面的作用，着重研究菌类、藻类等微生物在治理环境污染中的原理和应用，希望能在降低污染保护环境方面贡献一份力量。

关键词：微生物；污染治理；环境保护；菌类中图分类号：X172 文献标识码：A DOI:10.167/j.cnki.cn15-1369/X.2018.09.024

文章编号：2095-672X(2018)09-0043-01

Research and application of microorganisms in reducing pollution and environmental protection

Zou Zhongwei

(Environmental Monitoring Station of Changxing County Environmental Protection Bureau, Changxing Zhejiang 313100, China)

Abstract: With the development of economy and society, people’s living standards are getting higher and higher, and life is becoming more and more convenient. However, with the convenience of life, environmental pollution is becoming more and more serious, especially industrial wastewater and daily life. Harmful gases emitted from the surrounding environment, which greatly affect people’s health and quality of life. By describing the role of microorganisms in reducing pollution and protecting the environment, this paper focuses on the principles and applications of microorganisms such as fungi and algae in the treatment of environmental pollution, and hopes to contribute to reducing pollution and protecting the environment.

Key words: Microorganisms; Pollution control;Environmental protection; Fungi

1 微生物技术的研究背景

随着经济社会的飞速发展使得人民生活水平普遍提高,这加大了人们在生产、生活中对化工产品的需求量。然而化工产品在生产、使用工程中,会释放大量的化学物质，严重污染了水质和土壤。因此，如何有效地治理污染、保护环境是当今社会面临的巨大考验。解决环境污染问题是目前环境保护中的重点。而在生态系统中微生物承担分解的责任，在降解和转化污染物方面是主要的执行者。近年来菌类、藻类等微生物对废水中重金属离子的清理和有机物的分解等方面的研究引起国内外学者的关注。经试验研究发现在工业废水净化处理中应用微生物技术对降解污染物、保护环境极为有利，并且该方法的成本很低，具有很高的经济效益。因此微生物技术得到更为广泛的应用。

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吸附是通过细胞膜上的酶来完成为的。例如细胞上磷酸酯酶使得柠檬酸细菌可以有效地对铅和镉进行分离。这种是细胞主动吸收的过程，它的运输沉淀都是细胞主动完成的。（3）通过细胞在细胞内富集降低污水中的金属离子以达到降低污水中金属离子的效果，研究发现细菌、真菌、海藻细胞内可以大量的集合一部分金属。例如铜绿假单孢菌和活发面酵母的细胞内就含有大量的金属离子。然而无论是细胞内还是细胞表面对金属离子的富集都要求细胞具有活性。

微生物对有机物的分解主要是因为污染物可以作为微生物的营养源，这时微生物可通过代谢作用分解污水中污染物，使其转化为无害物质，在生态系统中进行循环。微生物对有机物的分解主要体现在三个方面。一是微生物可对污染物进行降解，例如马拉硫磷的水解、农药氟乐灵的脱烷基反应，都是在微生物的催化作用下使得有机物分解为无害物质流入生态循环中。二是微生物可以不利用基质就完成有机物的转化，是微生物本身的代谢作用。然而微生物的代谢作用只是完成了有机物的转化，对自身来说是没什么价值的。因为代谢过程中微生物既没有得到能量也没有获得营养物质完成自身物质的合成。三是微生物对有机物进行分解时可改变有机物的分子结构，降低毒性，可以有效地去毒，保证流入环境的物质的安全、无害性。

2 微生物保护环境、处理污染物的原理简述

微生物处理污染物的原理主要分为两方面，分别是微生物处理重金属污染物和微生物处理有机物。接下来对这两种原理分别加以说明。

微生物处理重金属污染物是一个十分复杂的过程。一般来说生物吸附是重金属污染物微生物处理的主要途径,它是指利用某些生物体在溶液中吸附金属离子的化学结构和成分特征,用固液法去除金属离子。微生物主要通过以下三种方式吸附金属：（1）细菌在生长过程中会释放出蛋白质，而这种蛋白质可以与溶液中的可溶性物质结合形成不溶性沉淀, 然后通过过滤去除重金属物质。但对金属胞外吸附分离的使用条件有所，只有当金属在溶液中的浓度非常低时才能有效结合，去除沉淀。（2）通过细胞表面对重金属进行吸附使金属富集。研究发现微生物通常在细胞壁表面会因为pH等原因对金属产生一个快速的吸附。吸附机理主要是由于金属离子和细胞表面存在活性基团络、细胞与外界进行离子交换和基团的晶核对沉淀的吸附来完成金属的富集。经试验研究表明：海藻对部分金属离子的吸附作用是通过细胞与外界环境的离子交换，即离子浓度高的向浓度低的流动，是被动吸附的过程，而流动的原则是细胞内离子正负电的平衡，即由静电作用控制的离子交换，是共价结合的过程，同时还涉及氧化还原等化学反应。还有一部分对金属的

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3 微生物在实际中的应用

微生物的种类繁多，因此在实际应用中也有很多用途。目前主要应用于有机物分解、重金属转化、检测环境及生态系统的恢复和重建等方面。由于微生物的多样性使得其能分解环境中现存的各种物质，包括了几乎人类生活中的各类物质。因此，国内外加紧研究微生物分解作用，并使其广泛应用于实践的生产中。例如，对石油、农药、洗涤剂的合成多通过微生物来降解来完成。由于微生物具有去毒作用，各国研究人员对其进行深入分析最终找到了处理毒性极强的多氯联苯的方法，即采用解脂假丝酵母、酿酒酵母、和红色诺卡氏菌的方法对多氯联苯进行降解[4]。经长久的研究证明，厌氧微生物可对多氯联苯等氯代芳香族化合物发生（下转第45页）HUANJINGYUFAZHAN 43▲污染与防治我国大气污染主要是以煤烟型污染最为严重，其次汽车、轮船等尾气排放也是加重大气污染的主要因素。再者，大量颗粒物、粉尘等的污染已经使得我国大部分地区的雾霾天气相当严重。目前，全球变暖、海岸线上升、酸雨等气候环境问题日益严重，促使全球人类越来越关注我们的生存生活环境，对于大气污染及防治问题也倍感迫切。

由于大气污染物主要是碳氧化物、颗粒物和粉尘等，植物可以利用光合作用通过吸收二氧化碳来释放出氧气，同时可以通过浓密的植物来减少空气携带颗粒物和粉尘的能力使得空气中的颗粒物和粉尘下降，从而达到净化空气的目的。因此，可以通过植树造林来吸收大气污染物中大量的二氧化碳进而释放出更多的氧气来达到空气清新的目的，同时植树造林可以使空气中的颗粒物和粉尘下降并能吸附大量的粉尘，这样可以大大净化空气。

3 大气污染的防治措施和对策

3.1 加强对大气环境的监测监管力度

在提倡“绿色、环保、节能”理念的同时，相关部门要加强对大气环境的监测监管力度，这样才能有效地预防和防治大气污染。首先，相关部门要明确各自的职责，通过对不同产业、不同环节、不同部门来对可能造成的大气污染进行强有力的监测和监管；其次，制定严格、系统的监测方法和统一有效的监管制度，让监测和监管程序按照系统的、行之有效的方式进行；最后，还要大力提倡大气对人们生产生活的重要性，让人们意识到保护大气环境对自身的健康、社会的发展都起到巨大的推动作用，让人们自觉进行自我的监督、相互的监督，让业自觉按照相关的检测标准和监管制度运行[4]。3.2 调整产业结构，合理利用燃料能源

我国“多煤少油”的能源结构，使得我国的大部分产业以煤炭作为燃料能源，并重点发展以煤炭为燃料的重工业，这样造成我国的产业结构以重工业为主，为了实现对大气污染的有效防治，我们要科学、合理地调整产业结构，并且对产生重大污染的产业进行有效地治理或者采取整改等措施。为了实现对大气污染的有效防治，并及时寻求洁净燃料能源来替代煤炭能源，做到燃料能源的合理利用，同时尽可能地减少对环境和大气造成的污染。因此，及时调整产业结构、合理利用燃料能源是做好大气污染防治的有效措施和对策。3.3 植树造林，净化空气

（上接第43页）化学反应，使其脱氧还原为低氯代化合物。在环境治理中也可采用基因手段对微生物进行遗传基因的植入，培养具有特定降解功效的微生物群，给予它们特定的条件，使他们最大限度地发挥对污染物的降解作用，为现代化工业发展提供污水处理的服务，解决工业化为人们的生活带来的危害，使经济得到可持续发展。此外，将微生物应用于农业上有机固体的处理，不再使用焚烧的方式也可有效避免大气污染，还原绿色生态。研发微生物发酵剂，加快生物分解的进程也为人们的生活带来了便利。微生物在重金属的治理中发挥着巨大作用。通过对污泥中重金属的氧化，降低污泥中的pH值，加快金属的溶解，对控制污泥中重金属的含量具有重大意义。经研究发现，在使用微生物技术转化了重金属后，污泥的毒性也得到了有效的控制，而污泥中钾、氮、磷等含量十分丰富，是极为良好的有机肥。使得污泥得以重新使用，避免了资源的浪费。目前，农业土壤的重金属污染主要原因是工业或矿区污水的污染、化肥等有机肥的滥用以及农药的使用。而通过微生物技术可以转化降解、固定或者转移土壤中的重金属，使有害物质的量得到一定程度的控制，使土壤中重金属元素处于无害的状态。这是最天然、最环保的修复方式。在人为破坏的生态的恢复、重建中具有重大意义。同时，还可采用生物固氮技术推动退耕还草等生态工程的进程。在西部地区的生态建设最为严重的问题就是氮元素的缺乏，无法对豆科牧草进行大面积的种植。而在氮含量极少的土地上接种根瘤菌可以促进豆科植物的生长，改善西部地区牧场退化、水土流失的现状。这对生态环境的建设极为有利，也是其他任何技术难以达到的，在环境保护方面是极为有效的。

微生物除了对污染治理和重金属降解方面有效应外，还被广泛应用于环境监测中。因为对污染物的分解起主要作用的是微生物，所以微生

4 结语

随着社会经济的快速发展，大气污染问题已经成为社会发展和进步的重要问题，也受到了越来越多的人们关注。通过分析大气污染对人体和环境带来的危害及大气污染的特点和现状来针对性地提出相关的防治措施，通过加强对大气环境的监测监管力度、调整产业结构并合理利用燃料能源、植树造林及减少尾气排放等方面出发来有效地对大气污染进行防治。

参考文献

[1]姚新强,刘永亮.对大气污染及其防治措施的探究[J].中国科技博览,2014(37):313-314.

[2]彭雷.浅谈我国大气污染及其防治措施[J].中国新技术新产品, 2013(18):170-171.

[3]刘萍.我国大气污染及治理对策探讨[J].环境与发展, 2017,29(6):40-41.

[4]乔晶晶.我国城市大气污染现状及防治措施研究[J].企业技术开发,2016,35(2):40-41.

收稿日期：2018-05-24

作者简介：董勇刚(1983-),男,汉族,本科学历,中级工程师,研究方向为环境保护与环境监测。

物的群落结构可以有效地反应周边环境的现状。目前主要的监测方法有以下几种，利用发光细菌的特性，对环境中有毒物质进行测定；利用水中藻类的生长状况完成对水质和毒性的监测。除此外，还可利用细菌对物质的致癌性进行试验测定。这完善了人们对生态环境质量的检验，使得人们可以更为清楚的了解生活环境的质量，以便做出评价和积极采取相应的措施进行治理。

4 结语

微生物是促进生态系统中物质循环的主要承担者，在分解有机物、转化重金属、修复土壤肥力等方面有着不可替代的作用。只有充分认识到微生物在降解、转化、恢复方面的重要性，进行深入的研究分析，并将其应用到实际的生活生产中，微生物才能充分发挥作用。只有使微生物得到有效的利用，我国才能发展无污染的农业、工业模式，才能更大程度地保护环境，为治理全球的环境污染提供参考。

参考文献

[1]黄福贞.分解者在生态系统物质循环中的作用[J].生物学通报,1996(12):105.

[2]史家梁,徐亚同,张明,谢冰.充分发挥微生物技术在污染治理中的作用[J].上海化工,2000(10):96.

[3]俄胜哲,杨思存,崔云玲等.我国土壤重金属污染现状及生物修复技术研究进展[J].安徽农业科学,2009(19):77.

[4]祁毓.中国环境污染变化与规制效应研究[D].武汉:武汉大学,2015.

收稿日期：2018-05-31

作者简介：邹中伟(1985-),男,汉族,本科学历,助理工程师,研究方向为微生物环保。

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