微生物学-微生物在环境污染和保护中的作用Word文档格式.docx

1、从 17 世纪中叶荷兰人吕文虎克用自制的简单显微镜观察并发现了许多微生物开始，人们就开始了对微生物的研究和应用。到现在，微生物学事业发展得欣欣向荣，微生物应用也渗透到我们生活的各个方面，在食品、医学、工农业生产和环保等方面都存在着微生物的应用。本文主要介绍微生物在环境污染与保护中的作用。一、微生物概述（一）微生物概述微生物指在显微镜下才能看到的微小实体，包括细菌、真菌、病毒、某些原生动物和藻类。由于微生物适应性强，又容易在较短时间内积聚非常多的个体， 因此容易筛选并分离到突变株。进而容易得到微生物突变株的性质，给人类利用与开发微生物带来广阔契机。（二）微生物对人类的意义1. 促进人类医疗事业进

2、步。根据巴斯德的胚种学说，19 世纪 60 年代应用石炭酸建立的外科消毒术有效的降低了外科手术死亡率。各种病原微生物的发现、分类和建库。各种药物的研制和使用，包括免疫防治的疫苗，化药；应用基因工程和生物工程技术开发的抗生素、生物制品。通过这些，人类在与病原微生物的斗争中已取得了极大的成功。2. 工业应用。主要是利用有益微生物发酵、酿造，改善食物风味；抑制有害微生物，延长食物保存时间。通过各种发酵技术和代谢控制技术，大规模、高效的生产各种有机产品、生物制品、工业原料。生物工程的兴起，即遗传工程、细胞工程、微生物工程、生化工程和生物反应器工程，结合化工、机械和计算机科学为人们提供巨大的经济效益和社

3、会效益。3. 促进农业的进步。微生物在农业中有很多方面的应用，从而促进了农、林、牧、渔的发展，例如以菌治虫、病、草；以菌当饲料、药物、食物等等。二、微生物在环境污染和保护中的作用由于微生物代谢类型多样，所以自然界所有的有机物几乎都能被微生物降解与转化。随着工发展，许多人工合成的新的化合物，掺入到自然环境中，引起环境污染。微生物以其个体小、繁侠、适应性强、易变异等特点，可随环境变化， 产生新的自发突变株，也可能通过形成诱导酶、生新的酶系，具备新的代谢功能以适应新的环境，从而降解和转化那些“陌生”的化合物。大事实证明微生物有着降解、转化物质的巨大潜力。（一）微生物在水污染中的作用微生物处理污水实质

4、上是人为地创造了一个适合于微生物菌群生长的生态 系统，继而通过微生物之间的协同作用实现能量传递和物质循环的过程。微生物能够有效降解水中的污染物得益于微生物自身的优点，主要包含以下几个方面， 第一，微生物繁殖能力强、形态微小、表面积大；第二，微生物自身代谢速度快且强、代谢产物种类广泛，含较多种类和数量的降解酶；第三，微生物种群及数量多且在自然界中分布广泛；第四，环境适应性强，受环境因素影响后易发生突变，能与周围环境形成快速有效的物质交换等。基于此，微生物治理污水的方法能够在各种类型的环境中均有广泛的应用，甚至是极端环境。废水微生物处理是利用微生物的生命活动，对水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降

5、解作用，从而使废水得到净化的一种处理方法。废水微生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。污废水的微生物处理又包括污废水的好氧微生物处理和污废水的厌氧微生物处理。最常用的微生物处理方法为生物膜法，是指利用固着在惰性材料（载体）表面的膜状生物群落净化有机物的污水处理方法。生物膜是微生物高度密集的物质，是由好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物等组成的生态系统，主要用于去除废水中呈溶解的和胶体状有机污染物。（二）微生物在大气污染中的作用微生物法是一种较新的大气污染治理方法,它利用微生物降解或转化空气中的污染物。同传统的大气污染治理技术相比,

6、微生物法以其处理效果好、投资及运用费用低、易于管理等优点,逐渐应用于大气污染治理中。尤其是近年来,微生物法在烟气脱硫、除臭以及 NOx 净化等方面的研究和工业应用取得了可喜的进展。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。现已了解到微生物可通过 4 种途径完成 CO2 的固定。通常情况下，主要方式为还原戊糖磷酸循环途径，极端条件下，可采取 TCA 循环、乙酰-COA 循环及 3-羟基乙炔化合物循环途径固定 CO2。微生物通过不同的固定途径，可有效地降低大气中 CO2 含量。如从海水环境中分离出的固定 CO2 的微藻， 在最适条件下，在 150 L 光

7、反应器中培养，1 g 微藻每天可固定 2 g CO2。此外，微生物在去除 SO2、NO 等有毒气体中也表现出极大的潜力。（三）微生物在垃圾处理中的作用我国是人口大国,由于我们的活动,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。城市垃圾和工业固体废弃物与日俱增,工业废弃物累计堆积量已超过 66 亿吨,占地超过 5 万公顷,使 200 多个城市陷入垃圾包围之中。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,

8、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。而对微生物生物的研究，使我们找了处理固体垃圾的崭新途径。目前城市垃圾处理主要可以分为三大类:化学法（如絮凝沉淀法）、物理法（过滤）和生物法（如活性污泥法）。这三类方法也可以结合使用，在污染物的处理中, 虽然物理、化学方法作出了一定的贡献,但由于这些方法存在投资大、成本高、二次污染的问题,而逐渐被生物法所代替。可见微生物有非凡之效。现在发展了新的城市垃圾生物处理工艺，这种工艺是先经过过筛,回收可再生资源后,引入具有特定功能的微生物（主要是一些能高效降解有机物质,如纤维素、脂肪、蛋白质的微生物）进行好氧处理或厌氧发酵,加速发酵过程,同时还可

9、以收集所产生的沼气。经过充分发酵后的垃圾是一种很好的农业肥料。如果实现垃圾处理工厂化, 可以使发酵周期缩短（1-2 星期）,并且处理量较大。发酵过程可以实现全自动化控制,发酵后形成的肥料的质量也能得到保证。三、结语微生物的多样性及其的丰富，种类繁多，但是能为我们开发利用的却很少， 在此还需要我们进一步的开发和利用微生物这种优秀的自然生物资源。特别是微生物能生存在及其苛刻的环境中，这样我们能够利用这一点，极端微生物进一步的开发，让其在污染物严重的环境中为我们处理棘手的污染物。环境的治理中怎样控制好微生物的使用使其能够更高效无后遗症的治理环境是我们应该思考的 问题。微生物技术在环境检测中式薄弱的一个环节，在此我们怎样的开发出快速、准确的检测效果的微生物产品是需要解决的问题，也是未来微生物环境监测的发展趋势。因南开作业有查重要求，请降重后使用