微生物技術(shù)治理環(huán)境論文時(shí)間:2007年12月25日 作者:顏如翠 點(diǎn)擊:51次           微生物技術(shù)治理環(huán)境污染的應(yīng)用及前景

    自然界存在著豐富的微生物種群，這些微生物雖然個(gè)體微小，但在環(huán)境污染凈化中卻扮演著不容忽視的重要作用。微生物是通過(guò)水和風(fēng)的散播得以存在各處的，無(wú)論在水表、海底或在土壤中都有微生物的身影。微生物由于自身的生理特性，可以通過(guò)自發(fā)的或人為的遺傳、變異等生物過(guò)程適應(yīng)環(huán)境的變化，使之能以各種污染物尤其是有機(jī)污染物為營(yíng)養(yǎng)源，通過(guò)吸收、代謝等一系列反應(yīng)，將環(huán)境中的污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無(wú)害的無(wú)機(jī)物。因而，在生物圈中微生物充當(dāng)著分解者的角色。大約90%的陸地生產(chǎn)者都要通過(guò)分解者作用最終形成無(wú)機(jī)物歸還大地。如果沒(méi)有微生物的作用，僅歷年積累下的生物殘?bào)w就會(huì)堆積如山。通常我們可以看到這樣一個(gè)現(xiàn)象：少量污水排入河川使得河水出現(xiàn)渾濁，但在經(jīng)過(guò)一短時(shí)間的流動(dòng)以后，河水逐漸變得清澈。這種現(xiàn)象就是微生物對(duì)排入水體污染物進(jìn)行凈化的一個(gè)典型例子。正是這種微生物對(duì)環(huán)境污染的降解作用保證了自然界正常的物質(zhì)循環(huán)。以廢水的生物處理為例，可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理利用好氧在有氧條件下的代謝作用，將廢水中復(fù)雜的有機(jī)物分解成二氧化碳和水。這一過(guò)程需要在一定的處理構(gòu)筑物內(nèi)完成，其重要條件是保證充足的氧氣供應(yīng)、穩(wěn)定的溫度及水質(zhì)。厭氧生物處理是利用在無(wú)氧條件下生長(zhǎng)的厭氧或兼性微生物的代謝作用處理廢水，其主要降解產(chǎn)物是甲烷和二氧化碳等。厭氧處理也需要在一定的處理構(gòu)筑物內(nèi)完成，一般需要保證溫度、無(wú)氧或低溶解氧濃度。當(dāng)今，微生物技術(shù)已成為廢水處理中的主流方法。

一、環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)狀

　　我國(guó)是世界上環(huán)境污染最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。貴陽(yáng)、重慶、北京、蘭州等五個(gè)城市位于世界十大空氣污染最嚴(yán)重的城市中之列，全國(guó)600多個(gè)城市中、大氣質(zhì)量符合國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的不足1%。全國(guó)范圍的酸雨危害的程度和區(qū)域日益擴(kuò)大。全國(guó)每年污水排放達(dá)360億噸，僅10%的生活污水 和70%的工業(yè)廢水得到處理，其中約有一半工業(yè)污水處理設(shè)施的出水達(dá)不到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。其他未經(jīng)處理的污水直接排入江河湖海，致使我國(guó)的水環(huán)境遭受嚴(yán)重污染和破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)七大水系和內(nèi)陸河流的110個(gè)重點(diǎn)河段中，屬4類和5類水體的占39%；城市地面水污染普遍嚴(yán)重，并呈進(jìn)一步惡化的趨勢(shì)，136條流經(jīng)城市的河流中，屬4類、5類和超過(guò)5類標(biāo)準(zhǔn)的高達(dá)76.8%；約50%的城市地下水受到不同程度的污染；全國(guó)大淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富營(yíng)養(yǎng)化程度逐年加?。怀鞘欣凸I(yè)固體廢棄物與日俱增，工業(yè)廢棄物累計(jì)堆積量已超過(guò)66億噸，占地超過(guò)5萬(wàn)公頃，使200多個(gè)城市陷入垃圾包圍之中。

　　　　當(dāng)今世界各國(guó)已普遍接受 “可持續(xù)發(fā)展”這一全新的概念，并圍繞它制定和實(shí)施本國(guó)的環(huán)境保護(hù)及其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策?？沙掷m(xù)發(fā)展要求在保持經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，必須保護(hù)好人類賴以生存的環(huán)境。環(huán)境和經(jīng)濟(jì)及貿(mào)易掛鉤是當(dāng)前國(guó)際政治及經(jīng)濟(jì)關(guān)系發(fā)展中的新形勢(shì)。例如，在日元貸款中，環(huán)保貸款已成為非常重要的組成部分。ISO14000系列國(guó)際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)，將要求企業(yè)承擔(dān)相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)責(zé)任，并對(duì)達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)給予認(rèn)證。沒(méi)有得到認(rèn)證的企業(yè)的產(chǎn)品，在出口時(shí)將有可能面臨被國(guó)外政府以未承擔(dān)環(huán)境保護(hù)的責(zé)任而拒絕進(jìn)口；同時(shí)，國(guó)外大型企業(yè)也可能因害怕和這些未達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)合作而影響其形象，從而中止和這些企業(yè)的合作。至2003年，ISO9000系列質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將和ISO14000系列環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，從而將進(jìn)一步強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)對(duì)企業(yè)發(fā)展的重要意義。

二、微生物技術(shù)治理環(huán)境污染問(wèn)題的特點(diǎn)

　　科技的發(fā)展也充分證明微生物技術(shù)是環(huán)境保護(hù)的理想武器，這一技術(shù)在解決環(huán)境問(wèn)題過(guò)程中所顯示的獨(dú)特功能和顯著優(yōu)越性充分體現(xiàn)在它是一個(gè)純生態(tài)過(guò)程，從根本上體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想。微生物技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無(wú)二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)，加之其技術(shù)開(kāi)發(fā)所預(yù)示的廣闊的市場(chǎng)前景，受到了各國(guó)政府、科技工作者和企業(yè)家的高度重視。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)的深入，人們已越來(lái)越意識(shí)到，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，為從根本上解決環(huán)境問(wèn)題提供了無(wú)限的希望。

　　目前微生物技術(shù)已是環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用最廣的、最為重要的單項(xiàng)技術(shù)，其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔可再生能源的開(kāi)發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染環(huán)境的修復(fù)和污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)等環(huán)境保護(hù)的各個(gè)方面，發(fā)揮著極為重要的作用。應(yīng)用微生物技術(shù)處理污染物時(shí)，最終產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害的、穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水和氮?dú)狻＠梦⑸锓椒ㄌ幚砦廴疚锿ǔＤ芤徊降轿?，避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移，因此它是一種消除污染安全而徹底的方法。為微生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用展示了更為廣闊的前景。微生物技術(shù)不僅單純適用于環(huán)境污染治理，如今已相當(dāng)廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，成為環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)和報(bào)警中的重要組成部分。

三、微生物技術(shù)在環(huán)境污染治理領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展

　　空氣、水體和土地資源的污染越來(lái)越嚴(yán)重，不但影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，甚至已威脅到人類的健康、智力乃至生存，因此全球各國(guó)近幾年都在尋找新的途徑和方法，以治理和解決環(huán)境污染問(wèn)題。以下重點(diǎn)介紹幾項(xiàng)經(jīng)多年開(kāi)發(fā)，已接近產(chǎn)業(yè)化的微生物技術(shù)。

1.微生物脫硫技術(shù)

　　煤炭是世界能源的重要組成部分，我國(guó)是世界上最大的產(chǎn)煤國(guó)和煤消耗國(guó)，煤炭占我國(guó)一次能源的3/4，高硫煤儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的1/3，并且高硫煤開(kāi)采比例也逐年上升，而黃鐵礦硫約占總硫的60%。煤中通常含有0.25％～7%的硫，如我國(guó)西南地區(qū)煤平均含硫量為3.23%，西北地區(qū)為3.05%，中南地區(qū)為2.02%，華北地區(qū)為1.65%。煤炭中的硫分為可燃硫和不燃硫。不燃硫主要是硫酸鹽，可燃硫包括無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫。可燃硫經(jīng)燃燒生成SO2隨煙氣排入大氣，導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染，造成的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)數(shù)百億元。據(jù)報(bào)道，1997年，我國(guó)的SO2年排放量已達(dá)2 346萬(wàn)噸，居世界第一位，62%的城市大氣SO2日平均濃度超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；全國(guó)酸雨區(qū)面積已占國(guó)土面積的30%，華中酸雨區(qū)酸雨頻率高達(dá)90%以上。預(yù)計(jì)2000年我國(guó)一次能源的消 耗量將超過(guò)12億噸。SO2年排放量將會(huì)達(dá)到3822萬(wàn)噸。《中國(guó)中華水利議程》中指出：“發(fā)展少污染的潔凈煤技術(shù)是中國(guó)政府履行國(guó)際公約、承擔(dān)相應(yīng)國(guó)際義務(wù)的重要方面，也是促進(jìn)中國(guó)以煤為主的能源系統(tǒng)向環(huán)境無(wú)害的可持續(xù)發(fā)展的模式轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略組成部分。”可見(jiàn)潔凈煤是中國(guó)能源的未來(lái)。

2.微生物制漿和微生物漂白技術(shù)

　　我國(guó)造紙行業(yè)年排放廢水量達(dá)40億噸，占全國(guó)工業(yè)廢水排放量的1/6，其中有機(jī)污染物(以BOD計(jì))達(dá)170萬(wàn)噸，約占全國(guó)工業(yè)廢水中有機(jī)污染物總量的1/4。在用植物材料進(jìn)行化學(xué)制漿與化學(xué)漂白過(guò)程中，含有大量木質(zhì)素、半纖維素和有害物質(zhì)的廢液被傾倒入江河湖泊中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。多年來(lái)，人們不懈地努力，試圖開(kāi)發(fā)出無(wú)污染和高效率的制漿造紙新工藝，以減少污染，保護(hù)環(huán)境。

　　造紙工業(yè)中的制漿和漂白工序是污染物產(chǎn)生的主要工序。與化學(xué)法相比，雖然機(jī)械法制漿可以大大提高紙漿得率，從而節(jié)省大量林木資源。但是，磨木漿的能量消耗很大，而且成品紙的強(qiáng)度等質(zhì)量性能不如硫酸鹽漿，因而限制了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。微生物技術(shù)可以幫助解決這些問(wèn)題，其中最具吸引力和挑戰(zhàn)性的是微生物制漿與微生物漂白。利用微生物與微生物酶類進(jìn)行微生物制漿與微生物漂白具有很大的優(yōu)勢(shì)和潛力，因?yàn)槲⑸飿O易生長(zhǎng)繁殖，酶催化反應(yīng)具有高度專一性，反應(yīng)條件溫和，并且高效無(wú)污染。

3.污染土壤的微生物修復(fù)

　　當(dāng)代工業(yè)的迅速發(fā)展，大量的人造化學(xué)物質(zhì)排放入環(huán)境中，對(duì)資源和環(huán)境構(gòu)成越來(lái)越嚴(yán)重的破壞?；剂系拈_(kāi)采和使用，工業(yè)三廢的排放，給我們賴以生存的環(huán)境造成難以估量的污染，比如在國(guó)外僅石油的開(kāi)采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存以及事故性泄漏等原因造成每年約有1000萬(wàn)噸石油烴進(jìn)入環(huán)境(不包括石油加工行業(yè)的損失)，另外全世界各國(guó)每年大約使用1500萬(wàn)噸的各種農(nóng)藥廣泛噴灑于面積巨大的農(nóng)田，引起土壤、地下水、水系和海洋的嚴(yán)重 污染，破壞生態(tài)平衡，不僅制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且影響到人類的健康和生存。我國(guó)如華北油田周圍的很多農(nóng)田由于原油污染而無(wú)法耕種，每年都要支付大量資金作為對(duì)農(nóng)民的賠償。黃河水系年平均含油最高可達(dá)4.82mg/L，遼河水系年平均含油最高可達(dá)7.68mg/L，針對(duì)嚴(yán)重污染的環(huán)境，我國(guó)尚未采取大規(guī)模的治理措施，僅在少數(shù)地區(qū)開(kāi)展了治理，并以物理化學(xué)方法(如洗脫、吸附)為主，不僅投資成本高，而且也造成了二次污染。采用微生物修復(fù)技術(shù)，不僅其投資規(guī)模大為縮小(僅需傳統(tǒng)方法的1/5～1/3)，而且還沒(méi)有二次污染。綜上所述，環(huán)境污染的微生物修復(fù)技術(shù)是我國(guó)今后治理環(huán)境污染必須發(fā)展方向，具有廣闊的市場(chǎng)和發(fā)展前景。

　　四、微生物技術(shù)前景展望

　　自本世紀(jì)70年代以來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家就十分重視微生物技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，并開(kāi)展了大規(guī)模的科研活動(dòng)。已開(kāi)發(fā)了一系列的微生物技術(shù)及其產(chǎn)品，并在世界上廣泛應(yīng)用于污水處理、大氣凈化及污染環(huán)境介質(zhì)治理等諸多方面。當(dāng)前，環(huán)境微生物技術(shù)在國(guó)際上已進(jìn)入蓬勃發(fā)展的軌道。隨著全球范圍內(nèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)的高度重視和越來(lái)越嚴(yán)厲的環(huán)境法，市場(chǎng)對(duì)環(huán)境微生物技術(shù)的需求越來(lái)越廣泛。

　　我國(guó)的微生物技術(shù)處于剛剛起步階段。該技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)需要得到社會(huì)、同行及主管部門的廣泛支持，大力開(kāi)展以污染控制技術(shù)為主體的微生物技術(shù)的研究，將大力推進(jìn)微生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，并發(fā)展帶動(dòng)整個(gè)環(huán)?？萍嫉陌l(fā)展，解決我國(guó)目前和未來(lái)面臨的嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，并為環(huán)保市場(chǎng)提供高品質(zhì)的環(huán)境保護(hù)高技術(shù)。應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大意義。

 

原文標(biāo)題：微生物技術(shù)治理環(huán)境論文 - 教育檔客
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