中國100 多座城市,大氣質量達到1 級標準的不到1%,大氣汙染十分嚴重。因此減少廢氣排放和使用廢氣淨化設施是治理大氣汙染的必然趨勢。利用微生物技術治理大氣汙染的優勢是可將汙染物轉化為無害物質,成本較應用理化方法降低60% ~ 80%,應用微生物技術去除空氣和廢氣中汙染物的工藝,如生物過濾,生物除汙已取得較好效果。微生物透過不同的固定途徑,可有效地降低大氣中CO2含量。如從海水環境中分離出的固定CO2的微藻,在最適條件下,在150 L 光反應器中培養,1 g 微藻每天可固定2 g CO2。此外,微生物在去除SO2、NO 等有毒氣體中也表現出極大的潛力。
微生物技術是環境保護的理想武器,這一技術在解決環境問題過程中所顯示的獨特功能和顯著優越性充分體現在它是一個純生態過程,從根本上體現了可持續發展的戰略思想。微生物技術在處理環斃汙染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反鹿條件溫和以受無二次汙染等顯著優點,加之其技術開發所預示的廣闊的市場前景,受到了各國政府、科技工作者和企業家的高度重視。
目前微生物技術已是環境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術。其在水汙染控制、大氣汙染治理,有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發、廢物資源化、環境監測.汙染環境的修復和汙染嚴重的f業企業的清潔生產等環境保護的各個方面,發揮著極為重要的作用。
應用微生物的高效降解、轉化能力治理環境汙染,在汙水治理、固體廢棄物處理、重金屬降解、化合物分解、石油修復等方面均取得了良好的效果。其治理過程分為:①高效生物降解能力和極端環境微生物的篩選、鑑定;②汙染物生物降解基因的分離、鑑定和特殊工程菌的構建;③生物恢復的實際應用和工程化。
微生物治理汙水過程中,分離淨化汙水的高效菌株已成為主要研究內容。如現已分離到的可治理高濃度生活廢水、淨化池塘、解決水體富營養化等問題的光合細菌;對礦井排水經濟有效的Pesulforibrio desnlfuricans 菌株等。
固體廢棄物汙染嚴重影響中國的環境質量。利用微生物分解固體廢棄物中的有機物,從而實現其無害化和資源化,是經濟而有效的處理同體廢棄物方法。微生物技術治理同體廢棄物的優勢是:可以有選擇地濃縮或去除汙染物:節省運營和投資成本:廢物總體積顯著降低:可以將廢棄物轉化為再利用資源。
重金屬汙染主要源f採礦活動、石油業和電鍍廠等工業的超量捧放以及電池等含重金屬同體的廢棄物。微生物亦可透過酶促或化學反應,將有毒物質低毒化或無毒化,最終消除重金屬汙染。
毒害性化合物多為人工合成的殺蟲劑、除草劑、防腐劑以及石油化學排放的汙染物。去除此類物質的微生物降解技術是一門新興的修復技術。由於微生物的生長離不開碳源和能源,因而大多數汙染物在有氧條件下,透過微生物分解作用,可作為微生物的營養物質,構成微生物食物網的一部分,重新進入生物地球化學迴圈,達到淨化目的。
石油汙染分陸地石油汙染和水域石油汙染。其中陸地石油汙染通常會導致地下水蓄水層的汙染,受汙染的地下水,在自然狀態下一般需要幾十年甚至更多的時間才能復原。應用微生物技術治理石油汙染,是將汙染物轉化為無毒性終產物的有效方法。研究表明,細菌是降解石油的重要分解菌,如假單胞菌屬( Pseudomonas )、桿菌屬( Flauobacterium )、棒桿菌屬(Corynebacterium)、弧菌屬( Vibro )、無色標菌屬( Achromobacter)、微球菌屬(Micrococcus)、放線菌屬( Actinomyces)等均有降解石油的能力。此外,黴菌、酵母菌等真核微生物也是石油降解的主要類群。
大氣汙染治理
中國100 多座城市,大氣質量達到1 級標準的不到1%,大氣汙染十分嚴重。因此減少廢氣排放和使用廢氣淨化設施是治理大氣汙染的必然趨勢。利用微生物技術治理大氣汙染的優勢是可將汙染物轉化為無害物質,成本較應用理化方法降低60% ~ 80%,應用微生物技術去除空氣和廢氣中汙染物的工藝,如生物過濾,生物除汙已取得較好效果。微生物透過不同的固定途徑,可有效地降低大氣中CO2含量。如從海水環境中分離出的固定CO2的微藻,在最適條件下,在150 L 光反應器中培養,1 g 微藻每天可固定2 g CO2。此外,微生物在去除SO2、NO 等有毒氣體中也表現出極大的潛力。
微生物在汙染治理中具有廣泛的應用前景,為提高微生物降解能力,擴大其應用範圍,分離、重建高效、廣譜降解微生物具有重要意義。同時,在微生物對汙染物的適應及其降解遺傳學機制,微生物淨化的高效性及安全性,研究成果從實驗室研究向工程應用的轉移,以及高效、準確評估技術的應用等方面,尚需加大投入和作進一步研究。