让微生物吃掉脏东西

发布时间:2014-3-20 18:18:43 | 人感兴趣 | 评分:3
      无处不在的微生物,对有机化合物有强大的分解能力,
      是大自然的清洁工,被誉为“天然环境卫士”。
      于是,以微生物为载体制成的环保用微生物菌剂,
      被广泛用于治理污染,如用来分解污水和垃圾等。
      那么,环保用微生物菌剂的安全性怎么样?
      会不会造成生物变异威胁生态?
      3月4日,《环境与生活》杂志
      连线采访了中国科学院微生物研究所研究员刘志恒。

利用微生物解决环境污染有巨大发展潜力

      它们以污染物为食

      在中科院微生物所研究了三十多年微生物学的刘志恒研究员告诉记者,许多微生物“以污染物为食”,如碳水化合物类污染物、蛋白质类污染物和脂肪类污染物,都能被各种微生物分解,成为它们生长的能量。利用微生物解决环境污染有巨大发展潜力,越来越多人开始专注开发环保用微生物菌剂。

      这种菌剂是由一种或多种微生物组合或混合培养制成的产品,通过它们的生长代谢将污染物降解,达到净化效果。由于大多数污染物都需要几种微生物一起发挥作用,所以复合微生物菌剂的应用较多。其中有一种基因工程菌,是将多种微生物的降解性基因从细胞中分离出来,组装到一个细胞中,使其集多种微生物的降解功能于一身,可以同时降解多种污染物,“相当于转基因”。

      环保用微生物菌剂主要有以下三方面的作用。

      一是微生物通过代谢将污染物氧化分解为二氧化碳和水等最终产物,或转化为微生物的营养物质,比如光合细菌和芽孢杆菌等,能将恶臭气体硫化氢转化成自身生长所需要的硫元素。

      二是有的微生物含有多糖类黏性物质,可以吸附环境中的污染物。刘志恒强调,我国土壤重金属污染形势严峻,利用微生物吸附重金属离子,是目前最有发展前景的治污方法之一。

      三是往环境中投加微生物菌剂后,它们就成为环境中的优势菌,能抑制病原菌和腐败菌的生长,如乳酸菌等成为优势菌后,就能抑制环境中大肠杆菌等的生长,从而减少氨气等臭味的产生。

      这些菌剂还可按功能分为水处理微生物菌剂、大气处理微生物菌剂、固废处理微生物菌剂等。

许多海洋微生物可以将泄漏到海洋里的石油等污染降解成水和二氧化碳

      生物除污经济环保

      说起环保用微生物菌剂的应用前景,刘志恒以海洋石油污染为例,用生物方式与当前广泛采用的物理方式、化学方式做了对比。

      如果海洋上发生原油泄漏污染,物理方式是先用围栏将泄漏的石油围住,阻止其在海面扩散,再吸附回收。围栏应具有滞油性强、随波性好、抗风浪能力强、海生物不易附着等性能。“这只能在局部使用,扩散面积很广的话难度就很大,所需的围栏和吸附剂的量很多,成本较高。”

      如果采用化学方式处理,容易产生二次污染,可能变成另外的化学衍生物。“表面看来,石油没了,但是新产物出现了,容易破坏海洋生态。”

      而生物方式则没有上述缺点。某些天然存在于海洋或土壤中的活体微生物及其本身产生的活性物质酶类,通过生物化学反应,可以将石油的主要成分烃类物质,降解成二氧化碳和水,完全消除污染物,不会引起二次污染。与物理、化学方法相比,它对人和环境造成的影响小,且费用仅为传统物理、化学处理方式的30%~50%。

      “如果微生物菌剂选择得好,石油污染物降解的最终产物就是水和二氧化碳,但如果选用不当,也会产生一些中间产物,比如有机酸、羧酸等,所以要有针对性地筛选有除污功能的微生物。”刘志恒提醒。

      在环境治理过程中还少不了“极端微生物“来搭把手。刘志恒介绍,极端微生物是指那些在一般生物无法生存的条件下,如高酸、高碱、高温、低温等条件下能生存的微生物。比如嗜热微生物可以对高温排放废水直接处理,省去了冷却环节,大大节省开销。

美国弗吉尼亚理工学院土木与环境工程系教师艾米·普鲁登·巴格奇和马克·维多森,一直在研究不同微生物如何消化墨西哥湾泄漏的石油。

      我国处于“追踪”阶段

      发达国家自20世纪七八十年代开始,在环保微生物菌剂领域投入了大量人力、物力,获得了巨大的经济、环境和社会效益。

      在刘志恒看来,我国的环保用微生物菌剂的开发起步较晚,始终处于“追踪”人家的阶段。目前国内市场的环保用菌剂多为进口产品,如丹麦生物技术公司诺维信和日本EM研究机构的菌剂。日本琉球大学比嘉照夫教授1983年研制的EM(有效微生物群)技术,是采用独特工艺,将经过仔细筛选的好氧和厌氧性有益微生物,以适当比例混合培养发酵制成微生物活菌制剂,已经被多国广泛用于种植业、养殖业及环境净化。

      进口菌剂种类多、针对性强、效果好,但价格较高。国内许多环保菌剂企业的产品为EM菌剂仿制品或由多种功能菌复配而成的菌剂,针对性不强;国内高校科研机构的研究较深入,也有一些自主产品,但研发成果与生产相脱离,能大规模推广应用的不多,能出口的更是寥寥无几。

环保用微生物菌剂的来源之一是从自然界中筛选优势菌种

      警惕微生物发生变异

      不过,微生物易随环境的改变而发生变异,在环境中应用的同时存在较大不确定性和潜在风险。

      微生物体积小、面积大;吸收多、转化快;生长旺、繁殖快;适应强、变异快;分布广、种类多。根据这些特点,菌剂使用必须高度注意环境安全,警惕其代谢产物对环境生态的影响。刘志恒强调,很多降解特性很强的菌株属于基因工程构建的工程菌,目前虽未有发生安全事故的报道,但其安全性及释放到环境中对生态的影响,必须经过生物安全检验。随着基因工程菌种越来越多,对环境的现时影响、滞后影响要持续关注。

微生物具有转化快 、繁殖快、适应性强、变异快等特点,所以使用菌剂必须高度注意环境安全,警惕其代谢产物对环境的影响。

日本琉球大学教授比嘉照夫是“有效微生物群”(EM)技术的发明者,他将自己的研究和应用成果撰写成《拯救地球大变革》一书,提出要“净化一切污染”、让地球青春永驻。

基因工程菌将多种微生物的降解性基因从细胞中分离出来,组装到一个细胞中,可以集多种降解功能于一身,同时降解多种污染物,但其释放到环境中的影响得持续关注。

如果海洋上发生原油泄漏污染,物理方式是先用围栏将石油围住,阻止扩散,再吸附回收,但成本较高。


作者:佚名 来源:《环境与生活》杂志 【评论】【收藏】【关闭窗口】【字体:


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