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微生物学原理在环境工程领域的应用

摘要：本文对当前人类环境现状和环境保护中所面临的各种问题做了简要的分析，对微生物在环境保护的各个应用领域的具体应用情况及其应用原理做了简单的介绍。
关键字：微生物环境保护应用

近年来，随着人口的快速增长、工业化进程的加快，自然资源大量消耗的同时也带来了不容忽视的环境问题，对环境的综合治理的方法很多，其中生物处理方法占重要的位置，它与物理、化学法相比，具有经济、高效的优点，更重要的是可基本达到无害化。而微生物又是对污染物进行生物处理、净化环境的工作主体，因此，世界各国都对微生物的环境保护功能极为重视，投入大量人力、物力进行研究开发，取得了许多成果。
微生物在地球生态系统物质循环过程中充当分解者的角色，外号“天然清洁工”。微生物种类繁多，分布广泛，资源丰富，是人类最宝贵、最具开发潜力的资源库。在污染物的降解转化、资源的再生利用、无公害产品的生产开发、生态保护等方面微生物都能发挥重要作用。

一、微生物在水污染治理中的应用：
1.污水中有机物的降解
人类在生活和生产中所产生的污水按主要成分，可分为有机污水、无机污水和综合污水。有机污水是指污水中污染物主要是有机物质，一般具有生物可降解性。生活污水常具有如下特征：水质浑浊、色深、具有恶臭、呈微碱性，但一般不含有毒物质；固体物质含量很低，仅占总重量的0.1%～0.2%；有机杂质约占60%,有机成分占全部悬浮物总量的四分之三以上。生物处理去除有机污水中的有机物质的原理是利用微生物的新陈代谢过程。微生物群体依靠细胞壁将污水中的有机物质吸收消化，同时产生一定的代谢物质，再作为其他微生物的养料，进行吸收消化，周而复始，直至污水中的有机物质全部分解。而且微生物分解有机物的能力是惊人的，微生物几乎能分解自然界中存在的一切有机物。
微生物处理有机废水的主要方法简单介绍如下：
1.1好氧生物处理
活性污泥法(activatedsludgeprocess)
活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体（活性污泥）处理有机废水的一类好氧生物处理方法。最早于1914年由英国人Ardern和Lockett创建，在废水处理技术中取得了巨大的成功，成为目前最成熟且仍在继续发展的废水生物处理技术之一。
生物膜法（biofilm）
生物膜法是利用微生物在固体表面的附着生长对废水进行生物处理的技术。主要用于固定床生物处理技术和流化床生物处理技术中，如生物滤池、生物转盘等工艺。这一类方法的共同特征是通过废水与生物膜的相对运动，使废水与生物膜接触，进行固液两相的物质交换，并在膜内进行有机物的生物氧化与降解，使废水得到净化。
1.2厌氧生物处理
当废水中有机物浓度较高时，就不宜采用好氧处理，而应该采用厌氧处理方法。厌氧生物处理是在厌氧条件下，形成了厌氧微生物生长所需的营养条件和环境条件，利用这类微生物分解废水中的有机物，并产生甲烷和二氧化碳的过程，又称厌氧发酵。与好氧生物处理过程的根本区别在于不以分子态氧为受氢体，而以化合态盐等为受氢体。
1.3生物氧化塘（oxidationpond）
生物氧化塘又称稳定塘，是利用藻类和细菌两类生物间功能上的协同作用处理污水的一种生态系统。

2.废水中重金属的去除
重金属污染主要来源于这些重金属：铅、铜、汞、铋、镉、砷、铬、氟、镍。我国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染，直接经济损失超过200亿元。2009年，我国重金属污染事件致使4035人血铅超标、182人镉超标，引发32起群体性事件。2009年，我国1/6的耕地受到重金属污染,重金属污染土壤面积至少有2000万公顷。废水中重金属微生物处理法的原理是利用细菌、真菌（酵母）、藻类等生物材料及其生命代谢活动去除和（或）积累HYPERLINK"http://www.iwatertech.com/solutions/46477.htm"\l"#"废水中的重金属，并通过一定的方法使金属离子从微生物体内释放出来，从而降低HYPERLINK"http://www.iwatertech.com/solutions/46477.htm"\l"#"废水中重金属离子的浓度。虽然国际上对微生物处理重金属HYPERLINK"http://www.iwatertech.com/solutions/46477.htm"\l"#"废水的研究已经取得了长足发展，确认了微生物修复的应用前景。然而，有关微生物对重金属的吸附、沉淀机理还不是很明确，该项技术尚处于实验室阶段，大规模利用微生物处理重金属HYPERLINK"http://www.iwatertech.com/solutions/46477.htm"\l"#"废水的情况还很少，很多因素限制了它的大规模使用。

3.废水中的脱氮除磷
氮（N）、磷（P）是植物的重