高效微生物菌剂在水环境治理中的应用

在自然界的各类水体及土壤中，存在很多能够降解污染物质的微生物，这也是水体和土壤具有一定自净能力的主要原因［1-2］。高效微生物技术就是基于此类微生物的易繁殖及强降解特性，筛选自然界中的各种优势微生物菌群，通过技术措施进行分离、驯化、提纯及扩大培养，并根据待处理水体的污染物种类及含量合理选用相应的菌种应用于工程实际［3-4］。技术应用过程中，强势菌群在生物酶及微量元素的刺激下，可在较差的水环境中迅速增殖，利用水中的COD，N，P等作为自身生长、繁殖的营养物质，快速降解水中有机污染物。

除水中污染物之外，底泥也是造成水体污染难以根治的重要原因之一。底泥首先是水中污染物的蓄积库，水体中大量的污染物会富集在底泥中，提高水体对污染物的容纳量。但当污染物饱和后，底泥会向水中释放污染物，反向污染水体［5-6］。底泥疏浚虽然可快速消解一部分底泥，但疏浚后的底泥中仍然存在高浓度的污染物。大量研究表明［7-9］，对有机污染的底泥，理想办法不是清淤，而是依靠微生物在原地直接分解污染物，将污泥中的有机物转化为水和二氧化碳，达到消减底泥的目的，从而降低清淤频率，减少清淤量，避免疏浚时底泥再悬浮、运输时底泥流失等过程引起的二次污染问题，不需要额外的场地对疏浚底泥进行堆放或处理，也无需对处置设施（如填埋场）进行长期监测，所需费用低，易于推广。

1 研发现状

自20世纪70年代以来，欧美各国的环保从业者及相关领域学者开始致力于生物处理技术的研究，而生物处理的本质则是通过筛选、驯化得到适应环境快、降解能力强的优势菌来分解污染物，并已规模化生产，但成本较高，且由于污染环境与污染物的地域差异，处理效果也无法保证［10-11］。

2.2.2 半开敞式景观配置模式。垂直面以乔木、花灌木或地被植物为主，不同高度、形态以及季相变化的植物组成的群落形成静态的围合空间，空间一侧与外界连通，即半开敞式空间。整个空间中常绿乔木、常绿灌木在一定程度上限制了视线完全通透，具有一定私密性，适宜于游人休憩。这种植物配置方式易营造半虚半实、时断时续的景观效果，也是园林中应用最广泛的一种植物配置形式。典型配置模式：①乔灌草型,黄山栾+红枫—凤尾兰—草坪； ②乔灌型,五角枫(三角枫等)—阔叶十大功劳；③乔草型,竹类+红枫(鸡爪槭等)—草坪。

国内环保用微生物菌剂的研究和应用主要集中在高等院校、科研院所和部分企业，虽起步较晚，但依然取得了较好成果。中科院成都生物研究所筛选出了300多株高效降解功能菌株，并形成了8个系列的微生物菌剂，主要应用于工业废水处理及污染河流或湖泊修复，并对菌剂产品及其应用进行了安全性评价，其综合性能优于国外同类产品［12-13］。天津江河弘元环境技术研究有限公司在有效控制污染源的情况下，首先利用微生物对污染环境的强适应性及高效代谢性，快速减少水体中污染物含量；然后利用微生物与生物酶的有机结合，可原位降解底泥中的污染物，使底泥重新回到非饱和状态，不但能解决底泥反渗的问题，还能增加水体对污染物的容纳量；最后构建合理的微生物—植物—动物生态系统，恢复水体良性循环和自净能力。

2 应用现状

将多种具有不同降解功能的微生物与活性生物酶及微生物营养盐相结合，培育生产出活菌制剂用于环境修复的产品称为微生物菌剂［10，14］。微生物菌剂具有特异性强、成活率高、适应环境快、无二次污染及成本较低等优点，现已广泛应用于农业、石化、印染、食品加工业、医药和环保等领域，尤其是在水污染治理、大气污染治理、土壤修复及固废资源化方面发挥着重要作用。庄景等［15］采用梅花式接种法，在无彻底截污和清淤的情况下，将土著微生物扩大培养后直接投加到主要受生活污水污染的黑臭河道中，对无锡市浒溪河进行污染防治。研究表明：投加微生物菌剂一段时间后，河道水体DO含量提升至2mg/L以上，NH3-N，TP，COD的去除率分别为58%、56%和43%，初步消除河道黑臭。李海明［16］将固定化微生物技术应用于苏州古城区污染河道中，并研究其对污染河水的净化效果及规律，结果表明微生物对，TN，TP均有较好的去除效果。樊佳［17］汇总分析了ANAMMOX菌、喹啉降解菌及苯酚降解菌应用于焦化废水深度处理的实际降解效果，认为采用微生物技术处理焦化废水经济有效、易操作，具有较大潜力。徐伟超等［18］将实验分离出的1株喹啉降解菌应用于好氧池焦化废水环境中，结果表明该降解菌对于难降解喹啉具有一定的降解效果，并能相应提高COD去除率。

3 优势与局限性

（1）对污染物质越来越复杂、越来越难以降解的现状，挖掘、筛选、拓展新的功能性菌种，选育具有针对性、适应性的优良菌种，实现应用效果的稳定。

从目前国内外治理水体污染的发展状况看，微生物技术依然具有相当可观的市场需求。随着基因工程尤其是分子生物学技术的不断发展，一些特异性菌株被选育出来，微生物菌剂正在由单一菌种单一功能向复合微生物菌群多功能性方向发展，功能也越来越强大。但仍有一些问题急需解决，本文给出如下建议：

微生物菌剂是技术含量较高的精细化产品，虽然产品在增多，性能并未有大的提升，同质化在加剧，深层次的研究进展缓慢。

微生物受温度、pH值、溶解氧等外界环境影响较大，尤其是温度，低温或高温都会影响微生物活性，在实际应用过程中常会受季节因素限制。研究表明［19-20］，微生物对于以有机污染为主的水体处理效果较好，而对于含有重金属水体的应用仍处于试验研究阶段，要实现废水处理的工业化、规模化仍需加快研究进度。

4 结论与建议

但由于缺乏市场监管及相关行业和国家标准的不健全，目前国内环保用微生物菌剂使用情况较为混乱，菌种来源、组分特点、处理效果等差异较大。一些菌剂生产厂家以次充好，以化学药剂或仅含有少量微生物的产品充当微生物菌剂，扰乱市场秩序；由于生产水平参差不齐，不同厂家生产的菌剂在菌种活性、有效微生物含量等指标上差异较大，导致处理效果稳定性不高。除此之外，微生物菌剂在实际应用过程中尚存在着一定的局限性，还有较多问题有待解决。

高效微生物技术无需将水体抽出治理，可对地表水体进行原址修复，短期内即可恢复水体的自净能力，一次治理后，在控源截污或污水流入量不超过水体纳污能力的情况下，可长期保持水体清洁。该技术可直接作用于地表水体底泥，降解底泥中有机污染物，压缩底泥体积，阻止底泥反向污染水体，同时还可消除因氮、磷等营养物质过剩造成的水体藻类大量繁殖的现象，提升水体溶解氧含量，间接提高水生动物的免疫力，且操作简单，可搭配生态浮岛、生物膜等设施使用，适应多种地表水情况。

这20年，我国GDP平均增长16.68%，国防费平均增长15.28%，低于GDP增长率1.4个百分点，比1978年至1991年平均提高了7个百分点。军队在保障人员正常生活的基础上，武器装备得到一定的发展和提高。这一阶段，可称为国防和军队建设“发展起步阶段”。

定向运动在我国刚刚兴起不久，经验尚不充足，但高中体育教师不可以直接照搬国外经验，而是要根据学生的实际状况和现实环境来设计出符合学生年龄和身体状况的定向运动。教师要开拓思维，大胆创新，充分挖掘现有资源，从而开展丰富多彩的定向运动训练。

（2）低温严寒、高温、含放射性物质等极端环境下发生的污染，重视选育含有良好抗逆性 （如耐干燥、耐酸碱、耐盐分、耐低温、耐高温）的菌种，加强菌种资源多功能性研究与高含量菌剂的开发。

经过这次闹别扭，杨力生足有一个月的时间不和老婆亲近。一个半月过去后，杨力生心想：娶了老婆也不能白娶，她不让碰，该碰还是要碰她。于是，他不管杨秋香同不同意，抱住她硬是亲吻，杨秋香怕一直不依着他，他会跟她闹离婚，便勉强接受。可是，毕竟是勉强，她的面部并无高兴的样子，眼里深含着极度不满的神情，好像杨力生根本就不是她的男人，而是欠了她的债不想还的冤家对头。一次这样，两次这样，后来，一年又一年，他们的夫妻关系一直这样凑合。直到现在，这才又上演一出杨力生想拥抱老婆，被老婆一抖膀子，又用力一甩，摔在一边的怪事。

（3） 我国微生物技术研究缺乏深度及市场混乱的情况，一方面要深入进行理论研究和指导，加强应用生态学方面的探索，加快研发成果的应用及推广；另一方面要健全生产规范和使用规范，完善市场监管体制，加强行业自律。

参考文献：

［1］何本茂，韦蔓新.铁山港湾水体自净能力及其与环境因子的关系初探［J］.海洋湖沼通报，2006（3）：21-26.

［2］邱小琮，赵红雪，尹娟，等.爱伊河水环境容量与水体自净能力研究［J］.人民黄河，2015，37（1）：87-90.

［3］李喜梅.高效微生物菌剂处理城市污水研究［D］.武汉：武汉大学，2002.

［4］杨光.HSB高效微生物技术处理城市污水一体化装置研究［D］.成都：四川大学，2004.

［5］钱丹，张金鹏，王宏丽，赵双喜.河道底泥处理技术成效分析［J］.水利科学与寒区工程，2018，1（7）：46-48.

［6］陶君.河道疏浚底泥处理与资源化利用方案研究［D］.天津：天津理工大学，2010.

［7］柏学凯，雷立改.污染底泥处理的研究进展［J］.宁夏农林科技，2012，53（10）：140-142.

［8］虞洋，梁峙，马捷，等.底泥修复技术方法和应用前景［J］.环境科技，2014，27（1）：1-3.

［9］何光俊，李俊飞，谷丽萍.河流底泥的重金属污染现状及治理进展［J］.水利渔业，2007，27（5）：60-62.

［10］朱永光，杨冲，张火云，等.微生物菌剂的研究与开发现状［J］.四川环境，2004，23（3）：5-8.

［11］郭静波，陈微，马放，等.微生物菌剂的构建及其在污水处理中的应用［J］.中国给水排水，2013，29（15）：76-80.

［12］肖晶晶，牛奕娜，刘洋，等.生物强化技术优势及环保菌剂研究应用现状［J］.环境科学导刊，2013，32（S0）：1-4.

［13］辛学谦，龚方，谭乐义，等.环保微生物菌剂及其安全性研究现状［A］.2011食品安全技术与标准国际研讨会暨AOAC中国区会议论文集［C］.2011.

［14］徐承志，周涛，陈柏丽.微生物菌剂的开发和应用现状［J］.农业工程与能源，2017（2）：172.

［15］庄景，谢悦波，宗绪成，等.单一直接投加微生物修复技术在河流治理中的应用［J］.水资源保护，2011，27（2）：63-66.

［16］李海明.固定化微生物技术在苏州重污染河道治理中的应用研究［D］.南京：河海大学，2007.

［17］樊佳.关于焦化废水处理微生物降解技术的应用［J］.山西化工，2018，38（6）：212-216.

［18］徐伟超，吴翠平，张玉秀，等.喹啉降解菌Ochrobactrumsp.的好氧降解特性及其在焦化废水中的生物强化作用［J］.环境科学，2017，38（5）：2030-2035.

［19］徐雪芹，李小明，杨麟，等.固定化微生物技术及其在重金属废水处理中的应用［J］.环境污染治理技术与设备，2007，7（7）：99-105.

［20］李军.微生物修复技术在处理重金属污染中的应用［J］.山西水土保持科技，2014（2）：22-23.