資源微生物論述

..-優(yōu)選緒論怎么樣認(rèn)識(shí)資源與微生物？微生物資源：生物資源是指對(duì)人類具有實(shí)際或潛在用途或價(jià)值的遺傳資源、生物體或其局部、生物群體或生態(tài)系統(tǒng)中任何其他生物組成局部。微生物的種類：一般認(rèn)為微生物主要包括所有原核生物〔包括細(xì)菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體、古生菌〕及真核生物中的真菌，包括大型食藥真菌類。按照分類學(xué)意義分有：細(xì)菌、放線菌、古生菌、真菌、病毒、原生動(dòng)物、顯微藻類等按照采樣環(huán)境分有：土壤微生物、大氣微生物、海洋微生物、淡水微生物、濕地微生物、極端環(huán)境微生物、植物內(nèi)生菌、動(dòng)物內(nèi)生菌、外太空微生物等。按照用處或產(chǎn)業(yè)分：環(huán)境微生物、農(nóng)業(yè)微生物、工業(yè)微生物、醫(yī)藥微生物、能源微生物等。微生物的應(yīng)用：〔1〕微生物與可再生能源微生物可以將生物質(zhì)〔秸稈等有機(jī)廢物〕轉(zhuǎn)化為氣、液燃料一甲烷、乙醇、生物油和氫氣以替代不可再生的化石燃料。這類替代能源大都可從有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化，同時(shí)燃燒時(shí)產(chǎn)的污染少〔2〕微生物與替代工藝和替代產(chǎn)品微生物采油〔microbialenhancedoilrecovery〕人工培養(yǎng)的微生物或微生物代謝產(chǎn)物注入油藏，經(jīng)微生物的生命活動(dòng)或代謝產(chǎn)物的作用，改變油藏或原油的某些物化特性，從而提高原油采收率的技術(shù)。生物制漿biopulping生物制漿指利用選育的木質(zhì)素降解菌或其木質(zhì)素降解酶系處理含木質(zhì)素的纖維原料，到達(dá)脫除木質(zhì)素得到紙漿的制漿方法。目前多用白腐菌。細(xì)菌冶金bioleaching細(xì)菌冶金又稱微生物浸礦。是利用微生物及其代謝產(chǎn)物對(duì)某些礦物或金屬的氧化、復(fù)原、溶解或吸附作用來采礦或回收有用金屬，是濕法冶金工業(yè)上的一種新工藝。生物脫硫bio-desulphurisation利用微生物能夠選擇性氧化煤中有機(jī)或無機(jī)硫的特點(diǎn)，去除煤炭中的硫元素，SO2去除率髙，反響條件溫和，設(shè)備簡(jiǎn)單，本錢低。盡管生物法存在反響太慢的缺點(diǎn)，但是很有潛力，世界上許多國家都進(jìn)展了大量研究工作。生物外表活性劑biosurfactants是生物形成的具有外表活性的大分子物質(zhì)。生物外表活性劑存在于天然生物體內(nèi)，是細(xì)胞正常代謝活動(dòng)的必需成分，同時(shí)又是許多微生物的代謝產(chǎn)物。微生物絮凝劑microbialflocculants絮凝劑是一類可使液體中不易沉降的懸浮顆粒物聚集、沉降的物質(zhì)。微生物絮凝劑由微生物產(chǎn)生的具有絮凝活性的髙分子有機(jī)物。主要有糖蛋白、黏多糖、纖維素和核酸等。生物塑料Bioplastic生物塑料是在多種生物體包括植物、微生物體內(nèi)合成，而又能被多種微生物完全降解，所以引起人們的巨大關(guān)注，對(duì)其進(jìn)展了廣泛的研究和開發(fā)。〔3〕微生物與農(nóng)業(yè)可持續(xù)開展微生物農(nóng)藥微生物接種劑或肥料微生物食品與飼料蕈菌〔4〕微生物與環(huán)境保護(hù)微生物處理“三廢〞微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解微生物對(duì)重金屬污染物的處理〔5〕微生物與工業(yè)微生物發(fā)酵生產(chǎn)酒精、有機(jī)溶劑、有機(jī)酸、氨基酸、核苷酸、酶制劑等微生物與現(xiàn)代制藥工業(yè)微生物是可再生資源，微生物的功能不可替代。微生物資源的開發(fā)利用本身不會(huì)導(dǎo)致物種減少和環(huán)境破壞。對(duì)微生物的開發(fā)利用功能強(qiáng)、效果好、產(chǎn)量高、生產(chǎn)性能好、無毒、不污染環(huán)境。第二篇微生物與農(nóng)業(yè)可持續(xù)開展農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀：我國農(nóng)村化肥施用量不斷增加，但糧食產(chǎn)量增長低。中科院**土壤研究所X兆良院士指出隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的開展和人口的增長，自然界原有的氮循環(huán)被嚴(yán)重?cái)_亂，越來越多的活化氮開場(chǎng)向大氣和水體過量遷移，導(dǎo)致了一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題。中國農(nóng)業(yè)全要素投入〔包括化肥、柴油、農(nóng)藥、勞力、種子、灌溉等〕產(chǎn)出比來看，近20年來效益是下降而不是提高。這種高投入、低效益的增長，接近“負(fù)開展〞的增長，并不是可持續(xù)開展的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的理想結(jié)果。為什么現(xiàn)在農(nóng)業(yè)已經(jīng)不再可持續(xù)開展？氧化亞氮不僅會(huì)造成溫室效應(yīng)，還可以破壞臭氧層，增加地表的紫外線強(qiáng)度，危害人體**。更嚴(yán)峻的形勢(shì)是，正在不斷強(qiáng)化的石漠化、沙漠化?；哪⑺亮魇Ш屯寥?、水體、大氣的嚴(yán)重污染，將給今后中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)開展帶來長期的負(fù)面影響。，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式對(duì)自然資源的掠奪開發(fā),使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所依賴的生態(tài)環(huán)境日趨惡化,從根本上制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)和穩(wěn)定開展；污染了環(huán)境又威脅著人類的**和平安,環(huán)境形勢(shì)十分嚴(yán)峻。因此,我國農(nóng)業(yè)開展必須選擇資源永續(xù)利用的途徑和方式,既要充分有效地利用資源,又要節(jié)約、保護(hù)和合理利用資源,只有大力開展中國式的可持續(xù)的生態(tài)農(nóng)業(yè),才能有效地解決這一矛盾。微生物對(duì)可持續(xù)開展的作用：白色農(nóng)業(yè)：即微生物農(nóng)業(yè)，是以“發(fā)酵工程〞和“酶工程〞等生物技術(shù)為根底，在工廠內(nèi)進(jìn)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的工業(yè)型農(nóng)業(yè)，因生產(chǎn)環(huán)境清潔、無污染，加之人們?cè)诠S車間穿戴白色工作服帽從事勞動(dòng)生產(chǎn)，有人形象稱其為“白色農(nóng)業(yè)〞1微生物農(nóng)藥微生物農(nóng)藥是指應(yīng)用生物活體〔包括細(xì)菌、真菌、病毒、原生動(dòng)物、線蟲或基因修飾的微生物〕或者次生代謝產(chǎn)物制成的防治作物病、蟲、草、鼠等有害生物的制劑，也包括保護(hù)生物活體的助劑、保護(hù)劑和增效劑。2殺蟲抗生素殺蟲抗生素是指一類由微生物〔主要是放線菌〕產(chǎn)生的，具有殺蟲活性的次級(jí)代謝產(chǎn)物，簡(jiǎn)稱“殺蟲素〞?！?〕阿維菌素〔Avermectin〕廣泛用于與各種化學(xué)農(nóng)藥和生物農(nóng)藥的復(fù)配，以加強(qiáng)生物農(nóng)藥的殺蟲效果和降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量?！?〕瀏陽霉素〔Liuyangmycin，Polynactin〕瀏陽霉素是一種低毒、低殘留的廣譜殺螨劑，對(duì)環(huán)境污染輕微，對(duì)天敵昆蟲平安，并且對(duì)抗性螨類仍然有效。3真菌殺蟲劑真菌在自然界中的分布十分廣泛，種類極其繁多。利用真菌防治有害生物對(duì)人、畜以及生態(tài)系統(tǒng)中的非靶標(biāo)生物風(fēng)險(xiǎn)低，對(duì)作物的平安系數(shù)高。白僵菌〔Beauveriasp.〕〔1〕球孢白僵菌〔B.s.〕白僵菌分生孢子接觸蟲體后，在適宜條件下萌發(fā)，生出芽管，侵入蟲體后大量繁殖，分泌毒素，影響血液循環(huán)，干擾新陳代謝，2~3d后害蟲死亡。蟲尸變白色僵硬，體表長滿白色孢子，可隨風(fēng)擴(kuò)散或接觸其他蟲體，繼續(xù)感染其他害蟲蟲體。產(chǎn)品特性：有效成分為白僵菌活孢子。產(chǎn)品外觀為白色或灰白色粉狀物。害蟲不易產(chǎn)生抗性?？蓾裥苑蹌?、粉劑、油懸浮劑、顆粒劑。殺蟲范圍：適用于鱗翅目、同翅目、膜翅目、直翅目等害蟲的防治。對(duì)松毛蟲防治效果突出?！?〕布氏白僵菌〔Betel〕生物活性：真菌的分生孢子首先附著在昆蟲的表皮，然后萌發(fā)，菌絲穿過昆蟲表皮進(jìn)入蟲體后，在適宜的濕度和溫度下進(jìn)展快速繁殖。受感染的昆蟲3~5d死亡。死亡的蟲體外可以產(chǎn)生新的分生孢子。此真菌對(duì)鞘翅目害蟲有特效?！?〕綠僵菌(Metarhiziumanisopliae)綠僵菌屬半知菌類、叢梗菌目、叢梗霉科、綠僵菌屬，是一種廣譜的昆蟲病原菌。在國外應(yīng)用其防治害蟲的面積超過了白僵菌。生物活性：綠僵菌分生孢子接觸蟲體后，首先附著于寄主體表，一旦能正常萌發(fā)，那么產(chǎn)生菌絲入侵，導(dǎo)致寄主死亡。〔4〕臘蚧輪枝菌Verticilliumlecanii殺蟲范圍：能寄生在蚧類、蚜蟲類、螨類和粉虱外，還可寄生鱗翅目的一些害蟲及線蟲、薊馬等。4病毒殺蟲劑昆蟲病毒種類多，分布廣，專性強(qiáng)，對(duì)寄主昆蟲有較高的致病性并形成流行，而對(duì)天敵平安，不產(chǎn)生抗藥性。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國際上己有60多種昆蟲病毒被引入大田防治試驗(yàn)。有20多種被制成商品殺蟲劑得到應(yīng)用。我國各地從不同作物蟲害中別離出近80種病毒。有26種進(jìn)展過較大面積的防治試驗(yàn)，取得了良好的防治效果。常見的殺蟲病毒有核型多角體病毒、質(zhì)型多角體病毒、顆粒體征病毒和無包涵體病毒。5線蟲病原真菌和原生動(dòng)物殺蟲劑被真菌所寄生的線蟲多為土壤中的植物病原線蟲及動(dòng)物體內(nèi)的病原線蟲，這些線蟲對(duì)于植物的地上部以及地下部與畜牧業(yè)的直接影響或者是間接的致病效應(yīng)是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本錢上下的重要因素。線蟲病原真菌是線蟲的天敵.。主要有三個(gè)類群:捕食線蟲類，內(nèi)寄生類真菌-可以用其特殊構(gòu)造攻擊蠕蟲形式線蟲,以及卵寄生或包囊寄生類真菌-由菌絲端部侵入線蟲的卵或其形成的包囊。某些原生動(dòng)物能使昆蟲致病，它們大多屬于微孢子蟲目，重要的有微粒子蟲屬〔Nosema〕、泰洛哈蟲屬(Thelohania〕等。主要寄生昆蟲為膜翅目、雙翅目和鞘翅目中的種類。微生物與環(huán)境保護(hù)社會(huì)的高速開展，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，微生物原本就與人們的生活密切相關(guān)，它作為一種新型的污染處理材料，應(yīng)用在污水、廢氣的處理，土壤污染治理等方面。利用微生物作用的生化法因其投資少、處理效率高、運(yùn)行本錢低、且微生物的來源廣泛，繁殖迅速，容易培養(yǎng)，處理污染簡(jiǎn)便，有著良好的開展前景。環(huán)境污染的發(fā)生主要由人類活動(dòng)所致，但微生物與環(huán)境質(zhì)量也密切相關(guān)。一方面微生物具有污染環(huán)境的作用，但另一方面微生物也具有很強(qiáng)的修復(fù)環(huán)境和保護(hù)環(huán)境的能力。因此，控制和消除微生物對(duì)環(huán)境的污染，最大限度地利用微生物所具有的凈化環(huán)境的作用，無疑對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。在我國創(chuàng)立和諧新型社會(huì)它有舉足輕重的地位。微生物對(duì)水的處理1.1廢水中的脫氮除磷廢水中氮、磷是造成水體富營養(yǎng)化的根源，利用生物脫氮除磷已進(jìn)展了廣泛的研究。污水脫氮技術(shù)主要有活性污泥法脫氮工藝。生物膜脫氮有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床、浮動(dòng)床、浸沒式、三級(jí)生物濾池脫氮系統(tǒng)等，其中三級(jí)生物濾池的反硝化速度最高達(dá)1.0kgN/(m3.d)，出水TSS<1.00mg/1。生物脫氮中，有反硝化能力的微生物有變形桿菌、微球菌屬、假單胞菌屬、芽胞桿菌屬等。污水生物處理中，除磷常與脫氮工藝一起應(yīng)用，常見的除磷技術(shù)有：phostrip工藝，能使總磷(TP)≤1mg/L以下：Bardenpho系統(tǒng)；A/O系統(tǒng)；改良UCI工藝；A2/0工藝。除磷過程一般認(rèn)為在有氧條件下攝取磷，在厭氧條件下釋放磷，其中不動(dòng)桿菌屬〔Acinetobacter)是除磷的優(yōu)勢(shì)菌種。1.2。廢水中有機(jī)物的降解有機(jī)物的生物降解中，白腐菌是值得一提的。白腐菌是一類提子真菌，在廢水治理中，其降解污染物的范圍十分廣泛。白腐脈射菌(Ph1ebiaradiata)I-5-6在高C低N培養(yǎng)條件下，對(duì)多環(huán)芳烴類、氯代烴類、酚類、氯代酚類、烷基苯類和硝基苯類化合物有顯著的降解作用。白腐菌中金孢展齒革菌(PhanerochaeteChrysospriumBurdsall)可降解多環(huán)芳烴、DDT、TNT、CCl4、氰化物、氯代芳香化合物、酚類、胺類、農(nóng)藥、染料、雜酚油、煤焦油、重油等。還可降解林丹、氯丹、多氯聯(lián)苯、2，3，7，8－TCDD和二氯苯胺等有機(jī)氯化物。此外，用微生物降解的有機(jī)物包括：四氯乙烯、甲醇、苯胺、甲胺磷、三氯乙烯、硝酸甘油。1.3。廢水中重金屬的去除由于藻類對(duì)重金屬離子具有較強(qiáng)的富集能力，利用其生物吸附作用可從工業(yè)污水中去除有毒、放射性金屬和回收稀有、貴重金屬。比方汞是對(duì)環(huán)境影響最大的一類重金屬。環(huán)境中存在的汞有多種形態(tài)：元素汞〔Hg0〕、無機(jī)汞離子〔HgCl、HgO、HgCl2、HgBr等〕、有機(jī)汞化合物，如Hg(CH3)2、Hg(C2H5)2和Hg(C6H5)2等。除了人工合成的有機(jī)汞制劑外，細(xì)菌具有合成甲基汞的能力，即生物甲基化，它會(huì)使汞的生物毒性大大增強(qiáng)。而另一些微生物又可使甲基汞降解、復(fù)原，降低其毒性。例如銅-綠色假單胞菌，變形桿菌可使汞離子轉(zhuǎn)化成元素汞，經(jīng)10小時(shí)后揮發(fā)掉汞達(dá)75%。假單胞菌K62能使無機(jī)汞和有機(jī)汞形成元素汞。Shariat從土壤、沉積物和污水處理廠中別離到21種細(xì)菌能使甲基汞脫除甲基，對(duì)甲基汞降解達(dá)20-84%，細(xì)菌對(duì)甲基汞的降解及復(fù)原作用在于其含有的兩種誘導(dǎo)酶：有機(jī)汞裂解和汞復(fù)原酶。真菌中黑曲霉、青霉、粗糙脈菌和燕麥核腔菌對(duì)無機(jī)汞或有機(jī)汞化合物具有一定的抗性。從受汞污染的土壤中別離到的煙草頭孢霉對(duì)汞化合物有較強(qiáng)的抗性，同時(shí)該菌對(duì)多種重金屬均具有抗性，抗性順序?yàn)椋篊a≥Zn≥Pb≥Co≥Cd≥Cr。1.4。廢水中其它物質(zhì)的去除染料廢水是難以降解的一大類工業(yè)廢水，在厭氧微生物環(huán)境中，偶氮染料可通過復(fù)原作用完全生物降解。將優(yōu)勢(shì)菌的不完全厭氧-接觸氧化工藝用于處理印染工業(yè)廢水，脫色率達(dá)90%以上。用專性厭氧菌硫酸鹽復(fù)原菌混合培養(yǎng)物對(duì)偶氮染料、三苯甲烷染料、蒽醌染料的廢水進(jìn)展脫色，脫色率在1小時(shí)之內(nèi)可達(dá)69.9-98.8%。微生物處理電鍍廢水，對(duì)各種金屬離子的一次凈化率達(dá)89.9%以上。蔗渣漿，用白腐菌處理含氯漂劑漂白的廢水，脫色率可達(dá)91.2%，BOD5去除率為92.5%，CODcr去除率為88.7%。屠宰廢水、橄欖加工廠廢水、啤酒廢水等用微生物處理均可取得較好的效果。2、微生物對(duì)空氣的治理2.1。微生物脫硫技術(shù)煤炭中的硫分為可燃硫和不燃硫。不燃硫主要是硫酸鹽，可燃硫包括無機(jī)硫和有機(jī)硫?？扇剂蚪?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。就在前幾年，我們到處可以看到春季雨后，地面上殘留一些黃色的粉末，那就是酸雨。近幾年來研究人員把煤的物理選煤技術(shù)之一的浮選法和微生物處理相結(jié)合，即把煤粉碎成微粒與水混合，并將微生物參加溶液中，讓微生物附著在黃鐵礦外表，使其外表變成親水性，能溶于水。在浮選中其難以附著在氣泡上，下沉至底部，從而把煤和黃鐵礦分開。由于它僅處理黃鐵礦的外表，因此脫硫時(shí)間只需數(shù)分鐘即可，從而大幅度縮短了處理時(shí)間，可脫除無機(jī)硫約70%。另外，該法在把煤中的黃鐵礦脫硫時(shí)，灰分也可同時(shí)沉底，所以也具有脫去灰分的優(yōu)點(diǎn)。目前，浮選法微生物脫硫已成為國際上干凈煤技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)。很多學(xué)者利用細(xì)菌研究了大量的脫硫技術(shù)。如利用氧化亞鐵硫桿菌已使脫硫率達(dá)95%以上，日本利用該菌已使H2S脫除率達(dá)99.99%，中國利用該菌對(duì)煉油廠催化干氣和工業(yè)廢氣脫硫，H2S去除率分別為71.5%和46.91%，Saleem等用脫氮硫桿菌的耐受株T.denitrificansF，在厭氧條件下脫硫率達(dá)80%。2.2。微生物過濾法過濾發(fā)在50年代中期最先應(yīng)用于處理空氣中低濃度的臭味物質(zhì)。到80年代，德、美、荷蘭等國相繼用此法控制生產(chǎn)過程中的揮發(fā)性氣體和有毒氣體。其過程為：廢氣〔預(yù)處理〕生物過濾器→CO2，H20，無機(jī)鹽類廢氣在反響器里停留時(shí)間很短，處理率可達(dá)90%以上。生物過濾法還可去除空氣中的異昧、揮發(fā)性物質(zhì)(VOCs)和有害物質(zhì)，包括控制(去除)城市污水處理設(shè)施中的臭味、化工過程中的生產(chǎn)廢氣、受污染土壤和地下水中的揮發(fā)性物質(zhì)、室內(nèi)空氣中低濃度物質(zhì)等。2.3。微生物在空氣其他方面的處理微生物還可用來固定CO2，實(shí)現(xiàn)CO2的資源化，同時(shí)產(chǎn)生很多附加值高的產(chǎn)品。生物技術(shù)用于有機(jī)廢氣具有費(fèi)用低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在德國、荷蘭、日本及北美國家得到廣泛應(yīng)用。畢立鋒等還進(jìn)展了微生物凈化NOx的研究。3、微生物用于垃圾的處理3.1。城市垃圾微生物處理現(xiàn)在開展了新的城市垃圾生物處理工藝。這種工藝是先經(jīng)過過篩，回收可再生資源后，引入具有特定功能的微生物〔主要是一些能高效降解有機(jī)物質(zhì)，如纖維素、脂肪、蛋白質(zhì)的微生物〕進(jìn)展好氧處理或厭氧發(fā)酵，加速發(fā)酵過程，同時(shí)還可以收集所產(chǎn)生的沼氣。經(jīng)過充分發(fā)酵后的垃圾是一種很好的農(nóng)業(yè)肥料。如果實(shí)現(xiàn)垃圾處理工廠化，可以使發(fā)酵周期縮短〔1-2星期〕，并且處理量較大。發(fā)酵過程可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制，發(fā)酵后形成的肥料的質(zhì)量也能得到保證。3.2。農(nóng)村垃圾微生物處理21世紀(jì)有望沼氣的農(nóng)村主要的能源之一，沼氣已經(jīng)被世界公認(rèn)為新世紀(jì)可代替能源第一選擇，有著不可比擬的特點(diǎn)，在農(nóng)村流傳這樣一句話：一日三餐不見炊煙，描繪沼氣能源給村子帶來的巨大變化，由于適用范圍廣，我國能源短缺嚴(yán)重，生物資源豐富的綜合原因，成未來適合我國國情的的最正確能源選擇，面對(duì)能源價(jià)格的不斷上漲，環(huán)境不斷高漲，沼氣再一次成為解決能源的焦點(diǎn)話題之一，我國為實(shí)現(xiàn)可持速開展戰(zhàn)略，建立社會(huì)主義新農(nóng)村，農(nóng)村的市場(chǎng)特別廣闊。沼氣發(fā)酵微生物---是在缺氧條件下降解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生沼氣的一群微生物。沼氣常形成于富含有機(jī)質(zhì)的沼澤、塘、湖等水下缺氧沉積物中，是一種可燃性氣體，其主要成分為甲烷〔占55～70％〕和二氧化碳〔占30～45％〕。它分為四個(gè)過程①水解作用；②發(fā)酵作用；③產(chǎn)乙酸和產(chǎn)氫作用；④產(chǎn)甲烷作用。根據(jù)最適生長溫度，可將沼氣微生物劃分為中溫群(30～40℃)和高溫群(55～60℃)。雖然有人認(rèn)為在4℃沼氣微生物使自然界中缺氧環(huán)境的有機(jī)質(zhì)降解，進(jìn)入碳、氮等物質(zhì)循環(huán)圈。所產(chǎn)生的甲烷最終又被氧化為二氧化碳。產(chǎn)生于深海沉積物中的甲烷那么可能轉(zhuǎn)化為甲烷水合物，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為天然氣。中國廣闊農(nóng)村正在利用沼氣微生物的作用，以秸稈、糞便等制取沼氣，作為一種再生性補(bǔ)充能源，同時(shí)也有利于農(nóng)村生態(tài)平衡，保持、提高土壤肥力并改善環(huán)境衛(wèi)生。是最經(jīng)濟(jì)，最實(shí)用的能源開展方向。4、污染土壤的微生物修復(fù)與治理目前工業(yè)的迅速開展，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)成越來越嚴(yán)重的破壞?；剂系拈_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。土壤中的微生物，包括細(xì)菌、真菌、放線菌和藻類等，在它們中有一些具有農(nóng)藥降解功能的種類。我們可以利用其特點(diǎn)，使細(xì)菌由于其生化上的多種適應(yīng)能力和容易誘發(fā)突變菌株，從而在農(nóng)藥降解中占有主要地位，例如假單胞菌對(duì)敵敵畏；曲霉菌、鐮孢霉菌對(duì)敵百蟲；芽孢桿菌、曲霉、青霉、假單胞桿菌、瓶型酵母等等對(duì)甲胺磷。在土壤及高溫堆肥體系中，對(duì)農(nóng)藥分解起主要作用的是細(xì)菌類，這與農(nóng)藥類型、微生物降解農(nóng)藥的能力和環(huán)境條件等有關(guān)，如在高溫堆肥體系當(dāng)中，由于高溫階段體系內(nèi)部溫度較高〔大于50℃4微生物與可再生能源生物能源是指利用生物可再生原料及太陽能生產(chǎn)的能源,包括生物質(zhì)能、生物液體燃料及利用生物質(zhì)生產(chǎn)的能源如燃料酒精、生物柴油、生物質(zhì)氣化及液化燃料、生物制氫等。能源微生物是指：以甲烷產(chǎn)生菌、乙醇產(chǎn)生菌和氫氣產(chǎn)生菌為代表的能源性微生物。1微生物生產(chǎn)乙醇石油是當(dāng)今世界最主要的能源，但是它是一種不可再生的化石燃料。乙醇很可能是未來的石油替代物。1木質(zhì)纖維素生產(chǎn)酒精發(fā)酵利用分解木質(zhì)素的微生物，除去木質(zhì)素以解除其對(duì)纖維素的包裹作用。在生物預(yù)處理中，白腐菌、褐腐菌和軟腐菌等微生物常被用來降解木質(zhì)素。在培養(yǎng)過程中它們可以產(chǎn)生分解木質(zhì)素的酶類，從而可以專一性地降解木質(zhì)素，提高纖維素和半纖維素的酶解糖化率，其中最有效的是白腐菌，它能分泌出有效的木質(zhì)素降解酶，如過氧化物酶和漆酶。纖維素發(fā)酵乙醇生產(chǎn)中常用酵母有釀酒酵母〔Saccharomycescerevisiae〕、葡萄汁酵母〔S.uvarum)和粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomycespombe)等。它們均屬于兼性厭氧菌。半纖維素發(fā)酵新近的研究說明，假絲酵母(Candidasp.)、畢赤酵母(Pichiasp.)等能直接利用木糖發(fā)酵產(chǎn)生乙醇，是半纖維素乙醇發(fā)酵的新菌種資源。2微生物產(chǎn)甲烷沼氣的主要成分是甲烷。甲烷發(fā)酵是厭氧菌將碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等復(fù)雜的有機(jī)物最終分解成甲烷和CO2，甲烷發(fā)酵不是由單一的甲烷產(chǎn)生菌所能完成的，甲烷發(fā)酵至少由三個(gè)階段組成。第一個(gè)階段是有機(jī)聚合物水解生成單體化合物，進(jìn)而分解成各種脂肪酸、CO2和H2；第二階段是各類脂肪酸進(jìn)展分解，生成乙酸、CO2和H2；第三個(gè)階段是由乙酸和CO2及H2反響生成甲烷；甲烷發(fā)酵的微生物產(chǎn)酸階段參與的微生物大局部是兼性厭氧菌，只有少量的原生動(dòng)物、霉菌和酵母參與這一反響。產(chǎn)酸階段的細(xì)菌有：梭菌屬〔Clostridium〕；芽孢桿菌〔Bacillus〕；葡萄球菌屬〔Staphlococccus〕；變形桿菌屬〔Froteis〕；桿菌屬(Bacterium)。甲烷產(chǎn)生階段主要是甲烷產(chǎn)生菌Methanogens參與。甲烷菌是嚴(yán)格厭氧菌，不產(chǎn)孢子。采用新的厭氣培養(yǎng)技術(shù)，可以別離得到20種以上的甲烷產(chǎn)生菌。3微生物制氫微生物制氫的三大方法光合微生物產(chǎn)氫微生物水氣轉(zhuǎn)換制氫暗發(fā)酵制氫A光合微生物產(chǎn)氫光合細(xì)菌可分為兩類光能自養(yǎng)型：以光為能源，以二氧化碳為主要碳源的生物，通常具有光合色素，它們以光為能源來進(jìn)展光合作用，以水或其他無機(jī)物作為供氫體，復(fù)原CO2合成有機(jī)物。光能異養(yǎng)型：以光為能源，以有機(jī)物為主要碳源的生物，有些細(xì)菌具有光合色素能進(jìn)展光合作用，但它們以有機(jī)物作為供氫體，同化有機(jī)物形成自身物質(zhì)。例如非硫紫菌〔即紅螺菌〕以乙醇為碳源，使乙醇氧化為乙醛，二氧化碳復(fù)原成葡萄糖。又如，紅螺菌屬中的另一些細(xì)菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2復(fù)原成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)積累丙酮。所以這種類型又稱光能有機(jī)異養(yǎng)型。a直接光解產(chǎn)氫例－綠藻產(chǎn)氫當(dāng)綠藻缺少硫這種關(guān)鍵性的營養(yǎng)成分，并且被置于無氧和光照環(huán)境中時(shí)，綠藻就會(huì)回到另一種生存方式中以便存活下來，在這種情況下，綠藻就會(huì)產(chǎn)生氫氣。與髙等植物相似，藻類能進(jìn)展光合放氧。大局部藻類在黑暗與光照下均可產(chǎn)氫，但在光照下產(chǎn)氫速率相對(duì)較髙。具有產(chǎn)氫活性的藻類主要有：小球藻屬(Chlorella〕、柵藻屬〔Scenedesmus〕、衣藻屬(Chlamydo