貴州省環(huán)境工程評(píng)估中心 方學(xué)強(qiáng)

在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中，人類由于時(shí)間的變遷導(dǎo)致他們的生存方式和生活理念都發(fā)生了改變，人類對(duì)自然環(huán)境的改變也更加重視，注意到自然環(huán)境改變會(huì)更人們生存造成的后果，開(kāi)始人類只關(guān)注城市的發(fā)展而現(xiàn)如今人們對(duì)環(huán)保建設(shè)的關(guān)注程度愈來(lái)愈高。在社會(huì)發(fā)展中，人類對(duì)生存質(zhì)量的需求以及對(duì)自身外部環(huán)境的影響都會(huì)影響著社會(huì)環(huán)境的發(fā)展，同時(shí)自然環(huán)境的變遷也影響著人類的生存質(zhì)量，所以應(yīng)更加重視環(huán)保工程的重要意義。

細(xì)菌是生物界廣泛出現(xiàn)的一個(gè)特殊類群，它們大多體積小，肉眼根本無(wú)法看到，但卻在人們的日常生活中處處出現(xiàn)，并且時(shí)時(shí)刻刻影響著人們。細(xì)菌的增殖速度很快，而且種類也很多，在新陳代謝活動(dòng)中，就可以把大量對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害的生物或有害化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有利于城市生態(tài)平衡的無(wú)機(jī)物。而在有效利用微生物方法在處理城市污染方面，其有著范圍廣、成本低、周期短且沒(méi)有二次污染的突出優(yōu)點(diǎn)，在經(jīng)過(guò)微生物技術(shù)處理后，可以凈化城市土地、空氣和水體，從而顯著提高城市的生態(tài)環(huán)境。

一、微生物處理技術(shù)概述

由于當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，微生物技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域，由于合理利用的微生物能夠在一定程度上達(dá)到解決污染物的目的，因此進(jìn)行了微生物大范圍的繁殖。同時(shí)，也由于微生物大范圍的繁殖能夠在一定程度上提高細(xì)菌在降解環(huán)保有機(jī)物方面的效果。此外，在處置污染物中的微生物學(xué)技術(shù)還牽扯到了很多技術(shù)領(lǐng)域。如生態(tài)技術(shù)、環(huán)境污染學(xué)、生態(tài)學(xué)等等。因?yàn)椋⑸飳W(xué)技術(shù)具有極其巨大的吸收能力，所以能夠大范圍地處置很多垃圾。且在處置微生物中的垃圾時(shí)，并不會(huì)直接對(duì)周邊自然環(huán)境形成第二次環(huán)境污染。所以微生物學(xué)技術(shù)對(duì)于環(huán)保污水處理具有重要意義。近些年，環(huán)境污染現(xiàn)象已嚴(yán)重困擾著人們的日常生活，為更好地保護(hù)水質(zhì)，在通過(guò)微生物技術(shù)解決環(huán)保污水問(wèn)題時(shí)還應(yīng)該進(jìn)行不斷的探索研究。

二、影響環(huán)境工程建設(shè)的因素

（一）自然環(huán)境的惡化

在中國(guó)當(dāng)前的發(fā)展階段，隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，為切實(shí)滿足人們的生活需求，產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，在一定程度上增加了生產(chǎn)投入量，盡管給企業(yè)創(chuàng)造了很多經(jīng)濟(jì)效益，但同時(shí)也產(chǎn)生了大量的工業(yè)生產(chǎn)廢料，并使自然環(huán)境造成了一定污染，自然生態(tài)環(huán)境惡劣程度的不斷增加，也在一定程度上增加了環(huán)境工程量，但同時(shí)對(duì)于環(huán)境工程的有關(guān)人員而言，這一現(xiàn)象也會(huì)降低了他們的工作積極性，因?yàn)樗麄兒芸赡軙?huì)覺(jué)得環(huán)境工作沒(méi)有任何進(jìn)展，而因此降低了工作動(dòng)力。

（二）工業(yè)生產(chǎn)的污染

在中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)制造業(yè)一直是我國(guó)高速發(fā)展的重要支撐，而制造業(yè)持續(xù)發(fā)展對(duì)提升中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平有著直接的促進(jìn)作用。但是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷加速速度的今天，因?yàn)樵谥圃鞓I(yè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)生成一些有害的化學(xué)物質(zhì)，比如某些有害廢氣，甚至是危險(xiǎn)液體，而這些有害化學(xué)物質(zhì)一旦處置得不到位，就會(huì)被直接污染大氣及水體，進(jìn)而對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生直接危害。而目前，隨著環(huán)境污染的不斷加劇，將為我國(guó)環(huán)境工程等有關(guān)工作的開(kāi)展造成相當(dāng)?shù)恼系K。

（三）人為因素造成的影響

環(huán)境工程在進(jìn)行的過(guò)程當(dāng)中，和人類的日常生活有著很大的聯(lián)系，因此有關(guān)人員在管理工程時(shí)，要將自然環(huán)境與人文環(huán)境聯(lián)系在一起，從而一定程度上保證工程管理的實(shí)效性。如果在環(huán)境工程實(shí)際建設(shè)階段中，人們并沒(méi)有樹(shù)立足夠的環(huán)保理念，那么也將無(wú)法認(rèn)識(shí)到環(huán)境工程有關(guān)工作開(kāi)展的必要性在很大程度上增加對(duì)環(huán)境工程的投資浪費(fèi)，從而無(wú)法達(dá)到工作預(yù)想的處理效果，同時(shí)還會(huì)加大環(huán)保工作的壓力，增加了環(huán)境工程的實(shí)際處理難度。

（四）環(huán)境工程自身的影響

對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行較好的建設(shè)，是人類社會(huì)發(fā)展中必然要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)目標(biāo)，同時(shí)也是人類社會(huì)可以持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題。不過(guò)，就環(huán)境工程的現(xiàn)實(shí)建設(shè)情況而言，除有自然環(huán)境原因、工業(yè)生產(chǎn)因素、人為因素負(fù)面影響以外，還有環(huán)境工程本身的因素影響。例如，在實(shí)際施工的流程當(dāng)中，建筑施工技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到實(shí)際要求、環(huán)保水平亟待改善，以及應(yīng)用到的一些環(huán)境治理技術(shù)手段還比較落后等，這就會(huì)在一些嚴(yán)重程度上對(duì)環(huán)境工程的建設(shè)帶來(lái)負(fù)面影響。

三、微生物處理技術(shù)在環(huán)境中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

微生物技術(shù)是從生物技術(shù)中分離而來(lái)的。微生物技術(shù)具有生物技術(shù)的特點(diǎn)，但又有很大的不同。其主要優(yōu)勢(shì)如下：

第一，由于微生物技術(shù)對(duì)污染物的降解能力很強(qiáng)，同時(shí)也對(duì)廢水具有很大的吸收能力，且由于微生物技術(shù)的沉降性能和降解能力都較好，在實(shí)際使用的過(guò)程中并不要求特別嚴(yán)苛的環(huán)境條件。在生態(tài)環(huán)境治理中有較好的處理效果，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污染物較為徹底的處理。

第二，由于微生物處理技術(shù)的生產(chǎn)成本相對(duì)較低，和傳統(tǒng)的物理、化工方法比較，利用微生物技術(shù)所具有投入資金相對(duì)較小，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。按照現(xiàn)有的處理數(shù)據(jù)與表名，對(duì)微生物的處理成本僅達(dá)到了傳統(tǒng)物理、生化處理技術(shù)成本的三成至五成。

第三，細(xì)菌數(shù)量很多，來(lái)源非常充足，它們擁有不同的新陳代謝形式，對(duì)周?chē)h(huán)境中可能具有的天然污染物，基本都能夠進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化。并且由于細(xì)菌極易培養(yǎng)，而且生長(zhǎng)時(shí)間也很短，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng)，所以一旦在環(huán)境當(dāng)中出現(xiàn)了一種特殊的化合物，細(xì)菌就能利用自身誘導(dǎo)，形成與之相適應(yīng)的酶體系，進(jìn)而產(chǎn)生一定的新陳代謝活動(dòng)，對(duì)新的物質(zhì)也能迅速進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化。還可對(duì)這種細(xì)菌進(jìn)行培育增殖，特別是在某些特殊的環(huán)境里，對(duì)細(xì)菌加以培育，還可以更好地適應(yīng)各種條件。

第四，微生物技術(shù)在對(duì)污染物的處理中，具有很大的生物修復(fù)功能。微生物技術(shù)不僅可以把水體中的各種污物、廢物加以去除，去掉某些有毒有害的化學(xué)物質(zhì)、病菌等，而且可以在一定意義上增加透明度，減少色度，產(chǎn)生很高的處理效益，達(dá)到對(duì)污染物的高效處理。

總之，微生物技術(shù)在生態(tài)環(huán)境治理中有著十分廣·泛的應(yīng)用。針對(duì)不同的污染物，培育具有針對(duì)性的微生物，就可以展開(kāi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的有效治理，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

四、微生物處理在環(huán)境中的有效應(yīng)用

（一）微生物對(duì)大氣進(jìn)行有效治理

1.大氣污染的危害

全國(guó)超過(guò)100多個(gè)城市，大氣質(zhì)量滿足國(guó)家一類標(biāo)準(zhǔn)的不到1%，因此大氣環(huán)境污染形勢(shì)非常嚴(yán)峻。雖然大氣環(huán)境污染并不是個(gè)很新奇的話題，但大氣環(huán)境污染對(duì)人們生產(chǎn)、生活的危害程度卻是不言自明的。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)中形成的各種污染物氣體大量釋放到了空氣中，所以盡管部分大氣污染源已經(jīng)開(kāi)始得到了嚴(yán)格的管理，但總體上對(duì)大氣環(huán)境的污染總量并不會(huì)下降。同時(shí)大氣環(huán)境污染也反映出了各種非天然狀況，其中最為明顯，而對(duì)環(huán)境危害最大的是酸雨。

所以降低廢氣污染和使用廢氣凈化設(shè)備是防治大氣污染的必然趨勢(shì)。使用微生物技術(shù)處理大氣污染的主要優(yōu)點(diǎn)是能使污染轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害物，生產(chǎn)成本也比使用傳統(tǒng)理化方法減少約六成至八成，但缺陷則是對(duì)該技術(shù)作用原理掌握較少，且目前尚無(wú)法對(duì)全部污染進(jìn)行有效處置。

2.微生物對(duì)大氣污染的有效治理

微生物科學(xué)技術(shù)在處理大氣污染問(wèn)題時(shí)，既沒(méi)有引起第二次環(huán)境污染，并且在經(jīng)濟(jì)上也切實(shí)可行，因而是目前處理大氣環(huán)境的主要科研領(lǐng)域。首先，微生物對(duì)二氧化硫的處理。不言而喻，二氧化硫是大氣環(huán)境污染的主要污染源之一，它在物理層表面以吸附的形態(tài)出現(xiàn)，在物理化學(xué)層上則轉(zhuǎn)化為硫酸。在細(xì)菌的作用下， 發(fā) 生：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的反應(yīng)。在吸收液中，二價(jià)鐵分子和三價(jià)鐵分子之間的互相轉(zhuǎn) 換， 促 使 產(chǎn) 生：Fe2（SO4）3+SO2+2H2O==2FeSO4+2H2SO4。三價(jià)鐵分子有強(qiáng)氧化活性，在鐵含量越高的情況下，其脫硫的速率就越快。另外，當(dāng)三價(jià)鐵分子轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵分子之后，還可繼續(xù)被營(yíng)養(yǎng)液中細(xì)菌利用，將其轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵分子，進(jìn)而再吸收二氧化硫。其次，有效利用微生物技術(shù)的除臭機(jī)理。人們?cè)诔鞘腥粘Ｉ钪兴劦降膼撼簦鋵?shí)質(zhì)是生物在腐爛后排放出的帶有強(qiáng)烈刺激性的臭味，如一氧化氮、二氧化硫廢氣等。利用微生物除臭，也是指利用微生物的生命活動(dòng)，加速土壤有機(jī)質(zhì)的溶解，使之迅速轉(zhuǎn)化為水、超臨界二氧化碳、無(wú)機(jī)化合物等。

（二）微生物對(duì)城市垃圾的有效治理

1.城市垃圾的現(xiàn)狀

城市垃圾（一般指代城市生活垃圾）管理，是中國(guó)現(xiàn)行城市化政策維持發(fā)展穩(wěn)定和繁榮的關(guān)鍵事項(xiàng)之一。在中古時(shí)期的城市，除非是經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常繁榮且人口聚集規(guī)模較大的城市，否則一般城市并不會(huì)出現(xiàn)生活廢棄物“包圍”城市的情況。究其原因，一方面是中古時(shí)期的自然環(huán)境良好，自然環(huán)境對(duì)人體活動(dòng)的承載力較強(qiáng)，人體活動(dòng)不會(huì)對(duì)自然環(huán)境構(gòu)成無(wú)法支撐的負(fù)荷；另一方面，中古時(shí)期城市規(guī)模很大，總?cè)丝诿芗潭容^低，因而形成的城市廢棄物總量較少，另外，中古時(shí)期人民形成的城市廢棄物多數(shù)都是有利于自然環(huán)境緩解的“天然”產(chǎn)物，所以也可以管理和解決。人們?cè)诂F(xiàn)代生活中使用后丟棄的廢棄物，大部分為生化食品，降解運(yùn)行速度慢，生命周期相當(dāng)長(zhǎng)。因此使得城市周?chē)e聚了堆積如山的廢棄物，所以使用微生物技術(shù)處理城市垃圾的趨勢(shì)勢(shì)在必行。

2.微生物對(duì)城市垃圾的處理

針對(duì)城市廢棄物的管理，在不同的地方，政府根據(jù)其自身實(shí)際狀況，創(chuàng)造性地衍生出了多種方式與管理手段。比如，平原地帶的城市，在將生活廢棄物分類以后，將其堆積成小山丘形，經(jīng)夯實(shí)并加工后，在其表層涂抹泥漿，移栽花草，以便構(gòu)筑為人們休憩玩樂(lè)的好去處。有的企業(yè)通過(guò)廢棄物發(fā)電，通過(guò)廢物利用，使之轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惒荒苁サ碾娔軄?lái)源。不過(guò)，無(wú)論回填、堆肥、垃圾焚燒或者利用發(fā)電，一方面是投資成本太大，無(wú)法進(jìn)行普遍的應(yīng)用；另一方面也是結(jié)果不盡如人意，極易產(chǎn)生二次污染，損害了城市的供水、環(huán)境和空氣質(zhì)量等。使用微生物學(xué)科學(xué)技術(shù)處置城市廢棄物時(shí)，第一步就是做好篩選，先把一些可使用的廢棄物回收再使用，然后就是根據(jù)廢棄物的特點(diǎn)，有針對(duì)性、指定性地應(yīng)用各種微生物學(xué)科學(xué)技術(shù)。例如，塑料廢棄物需降解纖維，而生物廢棄物則需降解蛋白質(zhì)、脂類等，因此可對(duì)其分門(mén)別類地處置，使它們發(fā)揮出好氧、厭氧的反應(yīng)，促進(jìn)其發(fā)酵。很多生活廢棄物均可形成沼氣，并可作為都市能量需要的主要方面，而通過(guò)細(xì)菌乳酸菌后的廢棄物，多數(shù)也含有無(wú)機(jī)礦物質(zhì)，可用作農(nóng)村化肥，運(yùn)送于縣城近郊開(kāi)展農(nóng)村生產(chǎn)。由于技術(shù)的提高，當(dāng)使用微生物發(fā)酵垃圾后，可以進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)過(guò)程，從而可以有效提高其效率。

（三）微生物對(duì)污水的有效處理

1.微生物對(duì)城市污水的治理

水是生命之源，因此水污染處理也是中國(guó)城市優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)事業(yè)之一。而污水，除了來(lái)自人類的家庭生活用水之外，主要還是生產(chǎn)流程中形成的制造業(yè)污水、養(yǎng)殖污水，而這些工業(yè)生產(chǎn)廢物的污染導(dǎo)致納污水體水質(zhì)遭受危害，將其中的含氮、含磷等污染直接排入地表水體，形成了水域富營(yíng)養(yǎng)化。但一言以蔽之，由于水污染物種類繁多，污染區(qū)域范圍廣闊，因此必須予以高度重視。近些年來(lái)，由于人類對(duì)生活品質(zhì)的日益提升，人類的環(huán)保意識(shí)、衛(wèi)生意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)。對(duì)生產(chǎn)流程中形成的工業(yè)廢水、生活中形成的日常生活污染等，都需要滿足國(guó)家和地區(qū)的規(guī)范才能向外界排放。但是，在自然環(huán)境下，天然水循環(huán)的流程必定無(wú)法跟上污水的排放量，而自然快速降解流程也無(wú)法解決廢水污染對(duì)水質(zhì)所帶來(lái)影響，因此利用人力而處理污水也是必要之舉。

2.微生物對(duì)污水治理的工藝原理

城市污水中的物質(zhì)組成非常復(fù)雜，通常生活廢棄物的主要組成為新陳代謝垃圾和食品殘留，但工業(yè)生產(chǎn)污水中可能會(huì)含更多的各種金屬、酚類、聚乙醛等物質(zhì)，而且城市污水中也存在著大批非病原性細(xì)菌和一些病原菌及病毒，因此城市污水的生態(tài)處理方法正是利用城市污水中的混合細(xì)菌群落為基礎(chǔ)，對(duì)城市污水中的各類有機(jī)廢物加以吸附、轉(zhuǎn)移，并利用擴(kuò)散、吸收、聚集、氧化分解、沉降等的功能，從而消除水域的污染。所以，污泥生物處理其實(shí)就是對(duì)水體自凈的進(jìn)一步加強(qiáng)，但有所不同的是，當(dāng)去除掉了污泥中的污染之后，就需要再把細(xì)菌從出水面分開(kāi)，而這個(gè)分離過(guò)程主要是利用細(xì)菌自身的絮凝能力以及對(duì)原口動(dòng)物、輪蟲(chóng)類等的吞噬能力進(jìn)行的。

五、結(jié)束語(yǔ)

在工業(yè)污染情況逐漸嚴(yán)重的狀況下，微生物學(xué)方法的出現(xiàn)給處理環(huán)境污染問(wèn)題帶來(lái)了許多方便，不但能夠檢測(cè)水質(zhì)情況，還能夠在處理廢氣、固體垃圾等方面發(fā)揮作用。在未來(lái)的發(fā)展中，應(yīng)該不斷完善理論，提升科學(xué)技術(shù)水平，并以國(guó)內(nèi)外實(shí)踐情況為基準(zhǔn)，研究出最先進(jìn)、科學(xué)的微生物技術(shù)，以根治環(huán)保難題，維護(hù)人們天然的生態(tài)環(huán)境。

相關(guān)鏈接

微生物包括：細(xì)菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、顯微藻類等在內(nèi)的一大類生物群體，它個(gè)體微小，與人類關(guān)系密切。涵蓋了有益跟有害的眾多種類，廣泛涉及食品、醫(yī)藥、工農(nóng)業(yè)、環(huán)保、體育等諸多領(lǐng)域。在我國(guó)教科書(shū)中，將微生物劃分為以下8大類：細(xì)菌、病毒、真菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體。有些微生物是肉眼可以看見(jiàn)的，像屬于真菌的蘑菇、靈芝、香菇等。還有微生物是一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的“非細(xì)胞生物”。

肉眼難以看清，需要借助光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的一切微小生物的總稱。微生物包括細(xì)菌、病毒、真菌和少數(shù)藻類等。（但有些微生物是肉眼可以看見(jiàn)的，像屬于真菌的蘑菇、靈芝等。）病毒是一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的“非細(xì)胞生物”，但是它的生存必須依賴于活細(xì)胞。根據(jù)存在的不同環(huán)境分為空間微生物、海洋微生物等，按照細(xì)胞結(jié)構(gòu)分類分為原核微生物和真核微生物。

一個(gè)體積恒定的物體，被切割的越小，其相對(duì)表面積越大。微生物體積很小，如一個(gè)典型的球菌，其體積約1mm3，可是其表面積卻很大。這個(gè)特征也是賦予微生物其他如代謝快等特性的基礎(chǔ)。