微生物在水體污染中的作用

微生物在水體污染中的作用微生物在水體污染中的作用微生物在水體污染中的作用V:1.0精細(xì)整理，僅供參考微生物在水體污染中的作用日期：20xx年X月微生物在治理水體污染中的作用摘要：微生物在水體污染治理中的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：水體污染的生物檢測(cè)，以及微生物制劑技術(shù)，生物膜法，生物柵修復(fù)技術(shù)，生物吸附劑等方面在治理水體污染的作用。微生物治理水體污染具有無(wú)二次污染，效果顯著，廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，值得大力推廣。關(guān)鍵詞：水體污染，治理，微生物的作用，ThecontributionofmicrobeincontrollingwaterpollutionAbstract：Thecontributionofmicrobeincontrollingwaterpollutionaremainlyasfollows:Biotechnologydetectioninwaterpollution，andmicrobepreparationtechnology,biomembranetechnology,biologicalgatetechnology,biologicaladsorptedpreparationandsoon.Ithasadvantagesforusingmicrobetocontrolewaterpollution,suchasnosecondpollution,significanteffects,cheap.Sothismethoddeservedtobeapplied.Keywords：waterpollution，control,contributionofmicrobe1水體污染來(lái)源及分類水體污染是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過(guò)了該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量,從而導(dǎo)致水體的物理特征、化學(xué)特征和生物特征發(fā)生不良變化,破壞了水體固有的生態(tài)系統(tǒng),破壞了水體的功能及其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活中的作用。造成水體污染的因素有：向水體排放未經(jīng)過(guò)妥善處理的城市污水和工業(yè)廢水；施用的化肥、農(nóng)藥及城市地面的污染物，被雨水沖刷，隨地面徑流進(jìn)入水體；隨大氣擴(kuò)散的有毒物質(zhì)通過(guò)重力沉降或降水過(guò)程進(jìn)入水體等【1】。目前用微生物修復(fù)水污染已經(jīng)取得了重要進(jìn)展,這主要體現(xiàn)在生物監(jiān)測(cè)、有毒物質(zhì)去除、重金屬富集、富營(yíng)養(yǎng)水體的N/P元素去除等方面。危害 2微生物治理水體污染的方法1.1水體污染的生物檢測(cè)水體污染的生物檢測(cè)是指利用水生生物在一定的水環(huán)境條件下,由于水體污染物的影響而產(chǎn)生的各種反應(yīng)來(lái)測(cè)試水體的污染狀況。水體污染的生物檢測(cè)的研究結(jié)果不僅能直接判斷水體中污染物對(duì)水生生物的潛在影響、實(shí)際毒性,而且還能由此對(duì)水環(huán)境的質(zhì)量作出評(píng)價(jià)。研究表明:TBT對(duì)鹽澤螺旋藻的半數(shù)生長(zhǎng)抑制濃度IC50為5.09μgL-1，可以用來(lái)判斷水中TBT的污染狀況【2】。1.2利用宏基因組學(xué)原理治理水體污染宏基因組學(xué)主要研究從環(huán)境樣品獲得的基因組中所包含的微生物的遺傳組成及其群落功能,避免了傳統(tǒng)微生物學(xué)基于純培養(yǎng)研究的限制,為充分認(rèn)識(shí)和開(kāi)發(fā)利用未培養(yǎng)微生物、并從完整的群落水平上認(rèn)識(shí)微生物的活動(dòng)提供了可能。對(duì)這些未培養(yǎng)微生物多樣性及群落功能的研究將大大擴(kuò)展對(duì)生命的了解,應(yīng)用宏基因組技術(shù)可以有效地從環(huán)境中分離新的基因、發(fā)現(xiàn)化合物合成途徑和生物催化劑,用于各種復(fù)雜污染物的處理。宏基因組技術(shù)獲得的微生物生態(tài)學(xué)信息可以在廢水處理的各種反應(yīng)器系統(tǒng)、污染物降解過(guò)程中微生物的作用和調(diào)控、富營(yíng)養(yǎng)作用、營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)及微生物對(duì)環(huán)境和氣候相互作用的監(jiān)測(cè)等研究中發(fā)揮重要作用【3】。1.3微生物制劑技術(shù)選育高效菌株制成為微生物復(fù)合制劑處理污染水體。其過(guò)程以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ),通過(guò)生物體內(nèi)產(chǎn)生的具有催化功能的特殊蛋白質(zhì)作為催化劑,凈化污水、分解淤泥、消除惡臭。微生物制劑技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)是能迅速提高污染介質(zhì)中的微生物濃度,并可望在短期內(nèi)提高污染物的生物降解速率,另外生物反應(yīng)通常條件溫和,投資省、費(fèi)用少、消耗低,而且效果好、過(guò)程穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便。其缺點(diǎn)是要保持良好的水體改善效果,需根據(jù)水體變化情況,不斷投加,可作為水體生態(tài)修復(fù)過(guò)程中的輔助措施。微生物制劑技術(shù)適合封閉緩流水體,在藻類大量爆發(fā)前使用,可彌補(bǔ)微生物制劑通常見(jiàn)效時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。1.4生物膜法處理技術(shù)微生物群體附著于某些載體的表面上呈膜狀,通過(guò)與污水接觸,生物膜上的微生物攝取污水中的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)吸收并加以同化。生物膜具有固定細(xì)菌,對(duì)環(huán)境變化耐受能力強(qiáng),降解效率高、產(chǎn)生污泥少的特點(diǎn)。主要工藝方法有生物廊道、生物濾池、生物接觸氧化池等。生物膜法對(duì)于受有機(jī)物及氨氮輕度污染水體有明顯的效果,日本、韓國(guó)等都有對(duì)江河大水體修復(fù)的工程實(shí)例。1.5生物柵修復(fù)技術(shù)將生物膜修復(fù)技術(shù)與植物或動(dòng)物修復(fù)技術(shù)結(jié)合可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),提高對(duì)水體的修復(fù)效果。南京大學(xué)任洪強(qiáng)等人在2005年申請(qǐng)的“生物柵凈化道溝渠水體的方法”專利技術(shù)中使用了在河道內(nèi)安裝組合填料的方法。使用這種方法COD的去除率達(dá)到35%~50%;N的去除率可達(dá)到15%~30%;P的去除率為15%~20%。生物柵是將生物膜技術(shù)與水生植物加以結(jié)合用以擴(kuò)大生物附著表面積的一種新穎污染凈化技術(shù)。在曝氣的件下,微生物生存的基礎(chǔ)環(huán)境由原來(lái)的氣、液兩相轉(zhuǎn)變成氣、液、固三相,這種轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸飫?chuàng)造了更豐富的存在形式,形成更為復(fù)雜的復(fù)合式生態(tài)系統(tǒng)。污染水體流經(jīng)時(shí),懸浮物被填料和根系阻擋截留,有機(jī)質(zhì)通過(guò)植物、生物膜的吸附及同化、異化作用而除去【4】。1.6投放微生物法最常投放的微生物有光合細(xì)菌(PSB)和高效微生物群(EM)。光合細(xì)菌能將富營(yíng)養(yǎng)化水體中的磷吸收轉(zhuǎn)化、氮分解釋放、有機(jī)物迅速轉(zhuǎn)化為可被水生物吸收的營(yíng)養(yǎng)物。光合細(xì)菌有游離態(tài)和固定化兩種,采用人工培養(yǎng)高密度光合細(xì)菌,通過(guò)一定的方法投入水體,可加速水體的物質(zhì)循環(huán),最終達(dá)到凈化水體的目的成都府南河綜合治理工程中,在疏浚底泥、人工曝氣的基礎(chǔ)上,曾用水面潑灑法向水體投放PSB,同時(shí)放養(yǎng)一定數(shù)量的魚(yú)類,并在淺水區(qū)引種水生植物,重建了該水體的生態(tài)平衡[5]。高效微生物群菌是采用獨(dú)特的發(fā)酵工藝把經(jīng)過(guò)仔細(xì)篩選出的好氣性和兼氣性微生物加以混合后培養(yǎng)出的微生物群落。含有10個(gè)屬80多種微生物,其中主要的代表性微生物有光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌和放線菌4類。各種微生物在其生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的有用物質(zhì)及其分泌物質(zhì),成為微生物群體相互生長(zhǎng)的基質(zhì)和原料,通過(guò)相互間的共生關(guān)系,形成了一個(gè)復(fù)雜而穩(wěn)定的微生物系統(tǒng),發(fā)揮多種功能。例如福州市內(nèi)河的治污計(jì)劃,將投入320個(gè)裝有投放高效微生物群混合液的濾料網(wǎng)箱,并在底泥中注入高效微生物群菌的固體制劑,在河水和底泥中大量繁殖,以削減河水及底泥中的污染物,消除水體惡臭,治理周期約2個(gè)月[6]。1.7微生物對(duì)水體重金屬的轉(zhuǎn)化機(jī)制和生物吸附劑治理重金屬水體污染的作用微生物對(duì)重金屬離子具有一定的適應(yīng)性,并在重金屬化合物環(huán)境中生長(zhǎng)、代謝。其代謝產(chǎn)物或細(xì)胞自身的一些還原物將氧化態(tài)的毒性金屬離子還原為無(wú)毒性或低毒性的沉淀,通過(guò)微生物氧化還原以及甲基化、去甲基化等作用實(shí)現(xiàn)重金屬離子價(jià)態(tài)之間的轉(zhuǎn)變及無(wú)機(jī)態(tài)和有機(jī)態(tài)之間的轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)有毒有害的金屬元素轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒賦存形態(tài)的重金屬離子或沉淀物,從而達(dá)到水體或生態(tài)環(huán)境的污染治理目的[7]。生物吸附劑是利用一些微生物如細(xì)菌、真菌、藻類對(duì)重金屬的吸附作用,并以這些微生物為主要原料通過(guò)明膠、纖維素、二氧化硅、海藻酸鹽、聚丙烯酰胺、二異氰酸苯酯、膠原、金屬氫氧化物沉淀等材料固定化顆粒制得。通過(guò)固定化工藝改進(jìn)后的菌體具有類似其他商品吸附劑的顆粒度、強(qiáng)度、孔徑、親水性和對(duì)腐蝕性化學(xué)品的抵抗力,同時(shí)減少了活細(xì)胞對(duì)所處環(huán)境的依賴,這些特征使它成為處理重金屬?gòu)U水的理想體系,且在廢水處理過(guò)程容易運(yùn)輸或分離,適應(yīng)大規(guī)模處理工藝的需要,采用固-液接觸式反應(yīng)器如固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器等都能得到良好的處理效果。生物吸附應(yīng)用于重金屬?gòu)U水的凈化在工藝上是可行的,在技術(shù)上更表現(xiàn)極大的優(yōu)越性和競(jìng)爭(zhēng)力,無(wú)論是從吸附性能、pH值適應(yīng)范圍還是運(yùn)行費(fèi)用等方面都優(yōu)于其他方法[8]。1.8湖泊水體污染的微生物凈化技術(shù)微生物作為水體中的一類分解者,在水體凈化中的作用不可忽視。在水體中,微生物經(jīng)過(guò)馴化期后便自身大量繁殖,分解污染物質(zhì)。高效微生物光合細(xì)菌、消化細(xì)菌、復(fù)合細(xì)菌等,在處理富營(yíng)養(yǎng)化的景觀水體中得到了很好的應(yīng)用,對(duì)氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽有很高的去除率,增加水體的溶解氧,改善水質(zhì)[31~32]。人工選育培養(yǎng)出高濃度的有效微生物菌群在景觀水體修復(fù)中被越來(lái)越多的應(yīng)用,其大量繁殖,使原生后生動(dòng)物等浮游生物增多,抑止藻類的生長(zhǎng),藻類的減少便可提高水體的透明度,使水質(zhì)得到改善,水體得到凈化【9】。3微生物在治理水體污染中的前景微生物因其多樣性，在治理水體污染中有很大的潛力，因此要大力開(kāi)發(fā)微生物，研究其在治理水體污染中的機(jī)理和作用，使其更好的為人類服務(wù)。[1]胡麗娜.水體中的主要污染物及其危害[J].環(huán)境科學(xué)與管理.2008,33(10):62【2】黃先玉，劉沛然.水體污染生物檢測(cè)的研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)進(jìn)展[J].1999,7(4):14-15【3】程凡升,蔡婷,金劍,生吉萍,申琳.水體宏基因組學(xué)研究進(jìn)展及應(yīng)用[J].北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào).2010,25(1):77-80【4】楊清海.中國(guó)富營(yíng)養(yǎng)化水體修復(fù)技術(shù)進(jìn)展[J].遼東學(xué)院學(xué)報(bào).2008.15(2):74-75[5]曾宇,秦松.光合細(xì)菌法在水處理中的應(yīng)用[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)