浅谈微生物在环境污染治理中的应用
" D! {0 E1 R; Y t* f- ~' ~我国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，环境保护的压力将进一步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。如何在经济高速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及待解决的重要问题。5 `4 P e/ P" e5 V0 x& W
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、反应条件温和以受无二次污染等显著优点，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，从根本上体现了可持续发展的战略思想。7 j. Q r8 X# L
应用微生物的高效降解、转化能力治理环境污染，在污水治理、固体废弃物处理、重金属降解、化合物分解、石油修复等方面均取得了良好的效果。其治理过程分为：①高效生物降解能力和极端环境微生物的筛选、鉴定；②污染物生物降解基因的分离、鉴定和特殊工程菌的构建；③生物恢复的实际应用和工程化。 c$ F! ] o* ?7 u; `2 w
一、污水治理
) \8 ?5 |' ]! c" G环境中的污染物，在自然界中经过迁移、转化，绝大多数将归入水体，引起水体不断受到污染的胁迫。尤其是高浓度生活污水和工业废水的大量倾入，使水体富营养化现象日趋严重。通常情况下，只要这种污染不超过阀值，污染的水体在物理、化学和生物的综合作用下，是可以得到净化的，这种净化主要源于水体中的微生物能直接或间接地把污染物作为营养源，在满足微生物生长需要的同时，又使污染物得以降解，达到净化水质的目的。
Q2 V* S# x; E二、固体废弃物治理& {) J% e% z8 L/ U9 s
固体废弃物污染严重影响我国的环境质量。我国同体废弃物年产量数目极大。造成的经济损失每年达千亿元以上。目前我国处理城市垃圾的方法主要是填埋、堆放和焚烧。填埋、堆放既占用土地资源，又会使有害物质渗漏、扩散，造成二次污染。固体废弃物焚烧产生的二嚼英等有害物质会严重危害人类的健康与生产。利用微生物分解固体废弃物中的有机物，从而实现其无害化和资源化，是经济而有效的处理同体废弃物方法。微生物技术治理同体废弃物的优势是：可以有选择地浓缩或去除污染物：节省运营和投资成本：废物总体积显著降低：可以将废弃物转化为再利用资源。其缺点在于反应速度慢，某些同体废弃物难以降解。尽管如此，人们相信生物降解中存在的问题会随着对微生物研究的深入很快得到解决．
, I. |+ _" e, o( @+ ? 三、重金属污染治理, D% Z" o. T: p1 I0 h) n- l4 ]
重金属污染主要是采矿活动、石油业和电镀厂等工业的超量捧放以及电池等含重金属同体的废弃物。准确地来说，微生物并不具备降解重金属的能力，而是在治理过程中将重金属浓缩成为更容易处置的形式。此外，微生物亦可通过酶促或化学反应，将有毒物质低毒化或无毒化，最终消除重金属污染。由于大多数微生物对重金属的抗性系统主要由质粒上的基础编码，且抗性基因亦可在质粒与染色体间相互转移许多研究工作开始采用质粒来提高细菌对重金属的累积作用，并取得了良好的应用效果。
. y( S- S: U% ^% q5 G/ T4 b h四、毒害性化合物污染治理* y- l7 G/ c' G+ W, e( h
毒害性化合物多为人工合成的杀虫剂、除草剂、防腐剂以及石油化学排放的污染物。目前被国际公认的已有上百种，其中卤代芳烃和卤代烷烃占很大比例。它们共同特点是对人有致畸、致突变和致癌作用。去除此类物质的微生物降解技术是一门新兴的修复技术。由于微生物的生长离不开碳源和能源，因而大多数污染物在有氧条件下，通过微生物分解作用，可作为微生物的营养物质，构成微生物食物网的一部分，重新进入生物地球化学循环，达到净化目的。
& ]# M0 U$ C/ \% N' W" m& w五、石油污染治理8 b5 x; r; K' M6 X, h
石油污染分为陆地石油污染和水域石油污染。其中陆地石油污染通常会导致地下水蓄水层的污染，受污染的地下水，在自然状态下一般需要几十年甚至更多的时间才能复原。应用微生物技术治理石油污染，是将污染物转化为无毒性终产物的有效方法。该技术虽然起步较晚，却发展迅速。其优点是成本低，工程规模小，可将污染物降解为无害物质。缺点是难以治理复杂的混合污染物，难以将实验室条件转化为大规模实践，治理过程较为缓慢。研究表明，细菌是降解石油的重要分解菌。此外，霉菌、酵母菌等真核微生物也是石油降解的主要类群。微生物对碳氢化合物的降解速率很大程度受环境中低含量的营养盐、磷酸盐及含氧化合物所限制，因此，适当地改变营养条件，可大大加快石油的降解速率。
8 g/ i) ^) W1 R( F% g, @$ e六、大气污染治理
8 k% Q0 s3 I" ]! _/ E目前，应用微生物技术去除空气和废气中污染物的工艺，如生物过滤，生物除污已取得较好效果。
, v& a" ]/ y7 {* j1 ?5 x* n( b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
2 C( R7 f5 n5 v( t+ W 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。 |
