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生物与环境保护 摘要:随着生物科技的发展和现在社会的环保要求日益强烈,各行各界对生物的利用已经渐渐变大，生物日益被用到环境保护中去,微生物的降解,过滤重金属方法广泛的应用到了垃圾处理,空气处理等领域,而且取得了显著的效果 关键词: 环境保护 生物降解 脱硫 生物过滤 （一）日常生活的餐盒文化 1 一次性饭盒塑料多为聚氯乙烯制成，这种化学物质遇高温会释放出有毒物质，伴随着饭菜进入体内危害健康。 2据美国最新一期《环境观察》杂志报道，一种广泛存在于塑料玩具、奶瓶、化妆品和其他塑料消费品中的人工合成化学物质—————邻苯二甲酸盐，可能危害男婴的生殖器官，影响孩子的性征发育，甚至引起生殖系统的癌症。几乎在同时，一份发表在《内分泌月刊》上的论文指出，酚甲烷，也是一种在塑料制品中常用的化学物质，可能导致女性患上乳腺癌。 3做塑料袋的主要成份是聚氯乙烯，其放出的气体氯化氢（HCL）是有毒气体，尤其是未经卫生部门检验的塑料袋，其放出的HCL气体含量更是大大超过标准，对人体有很大的危害，而且容易致癌。 4生物对其处理能力就目前情况来看还是比较差，但当今的科学界已经做好了应的策略，比如做出了课降解餐盒，可降解塑料，利用生物力量去净化环境。 （二）常见微生物介绍 1丝状细菌 它的作用有两方面： 一方面：是活性污泥的重要组分，交叉穿织与菌胶团内，或附着生长于絮状体表面，具有强氧化分解有机物能力，起到一定的净化作用。 另一方面：当丝状菌的数量超过菌胶团细菌时，可使絮状体沉降性能下降，严重时可引发污泥膨胀（bulking）现象。 2原生动物及微型后生动物 净化作用：腐生性营养的原生动物可吸收溶解性有机物，动物性营养的原生动物可吞食有机颗粒、游离细菌及其它微小生物 促进絮凝和沉淀作用 指示作用：可作为处理系统运转管理的指标 （三）微生物对空气的治理 （1） 微生物脱硫技术 工业“革命”以来,煤炭是世界能源的重要组成部分。我国是世界上最大的产煤国和煤消耗国,煤炭占我国一次能源的3/4,高硫煤储量约占总储量的1/3,并且高硫煤开采比例也逐年上升,而黄铁矿硫约占总硫的60%。煤中通常含有%~7%的硫,如我国西南地区煤平均含硫量为%,西北地区为%,中南地区为%,华北地区为%。煤炭中的硫分为可燃硫和不燃硫。不燃硫主要是硫酸盐,可燃硫包括无机硫和有机硫。可燃硫经燃烧生成SO2随烟气排入大气,导致了严重的环境污染,造成的经济损失每年达数百亿元。据报道,1997年,我国的SO2年排放量已达2346万吨,居世界第一位,62%的城市大气SO2日平均浓度超过国家三级标准;全国酸雨区面积已占国土面积的30%,华中酸雨区酸雨频率高达90%以上。就在 前几年,我们到处可以看到春季雨后,地面上残留一些黄色的粉末,那就是酸雨。预计2000年我国一次能源的消耗量将超过12亿吨。SO2年排放量将会达到3822万吨。《中国21世纪议程》中指出:“发展少污染的洁净煤技术是中国政府履行国际公约、承担相应国际义务的重要方面,也是促进中国以煤为主的能源系统向环境无害的可持续发展的模式转变的战略组成部分。”可见洁净煤是中国能源的未来。 近几年来研究人员把煤的物理选煤技术之一的浮选法和微生物处理相结合,即把煤粉碎成微粒与水混合,并将微生物加入溶液中,让微生物附着在黄铁矿表面,使其表面变成亲水性,能溶于水。在浮选中其难以附着在气泡上,下沉至底部,从而把煤和黄铁矿分开。由于它仅处理黄铁矿的表面,因此脱硫时间只需数分钟即可,从而大幅度缩短了处理时间,可脱除无机硫约70%。另外,该法在把煤中的黄铁矿脱硫时,灰分也可同时沉底,所以也具有脱去灰分的优点。目前,浮选法微生物脱硫已成为国际上洁净煤技术开发的热点。 很多学者利用细菌研究了大量的脱硫技术。如利用氧化亚铁硫杆菌已使脱硫率达95%以上,日本利用该菌已使H2S脱除率达%,中国利用该菌对炼油厂催化干气和工业废气脱硫,H2S去除率分别为%和%,Saleem等用脱氮硫杆菌的耐受株,在厌氧条件下脱硫率达80%。 （2）微生物过滤法 过滤发在50年代中期最先应用于处理空气中低浓度的臭味物质。到80年代,德、美、荷兰等国相继用此法控制生产过程中的挥发性气体和有毒气体。其过程为: 废气(预处理)生物过滤器→CO2,H20,无机盐类 废气在反应器里停留时间很短,处理率可达90%以上。生物过滤法还可去除空气中的异昧、挥发性物质(VOCs)和有害物质,包括控制(去除)城市污水处理设施中的臭味、化工过程中的生产废气、受污染土壤和地下水中的挥发性物质、室内空气中低浓度物质等。 （3）微生物在空气其他方面的处理 微生物还可用来固定CO2,实现CO2的资源化,同时产生很多附加值高的产品。生物技术用于有机废气具有费用低、效率高等优点,在德国、荷兰、日本及北美国家得到广泛应用。毕立锋等还进行了微生物净化NOx的研究。 （四）微生物用于垃圾的处理 在我国人口急剧上升,每天由于人类活动,生活的垃圾也越来越多,每天都有大量的固体废弃物,如各种垃圾的产生,特别是大城市的固体废弃物的产量更是惊人。这些固体废弃物都应该进行无害化处理,但目前几乎95%的垃圾未经这样的处理,一般只是简单地堆集起来或倾入江河中。固体废弃物中不仅含有各种无机物,如玻璃、金属等,还含有大量的有机物,包括可降解的淀粉、蛋白质、废纸、烃类等和很难降解的塑料等,其中的很大部分是可以回收利用的,因此提倡垃圾的分类包装,回收可再生的资源,是一箭双雕之举。 （1）城市垃圾微生物处理 目前城市主要可以分为三大类:化学法(如絮凝沉淀法)、物理法(过滤)和生物法(如活性污泥法)。这三类方法也可以结合使用。在污染物的处理中,虽然物理、化学方法作出了一定的贡献,但由于这些方法存在投资大、成本高、二次污染的问题,而逐渐被生物法所代替。可见微生物有非凡之效。 现在发展了新的城市垃圾生物处理工艺。这种工艺是先经过过筛,回收可再生资源后,引入具有特定功能的微生物(主要是一些能高效降解有机物质,如纤维素、脂肪、蛋白质的微生物)进行好氧处理或厌氧发酵,加速发酵过程,同时还可以收集所产生的沼气。经过充分发酵后的垃圾是一种很好的农业肥料。如果实现垃圾处理工厂化,可以使发酵周期缩短(1-2星期), 并且处理量较大。发酵过程可以实现全自动化控制,发酵后形成的肥料的质量也能得到保证。 （2）农村垃圾微生物处理 中国一个最大的发展中国家,最大的农业国,国家统计局数据显示,2022年底我国大陆城镇人口亿,农村人口亿,农村人口占我国人口总量56%,农业依旧是经济支柱。近几年来自中央建设新农村的口号的提出,服务三农,解决农村就业,保留农村的那方“净土”,首先考虑的是环境质量。目前农村垃圾没有合理的安置和处理,房前屋后,处处可见。 21世纪有望沼气的农村主要的能源之一,沼气已经被世界公认为新世纪可代替能源第一选择,有着不可比拟的特点,在农村流传这样一句话:一日三餐不见炊烟,描绘沼气能源给村子带来的巨大变化,由于适用范围广,我国能源短缺严重,生物资源丰富的综合原因,成未来适合我国国情的的最佳能源选择,面对能源价格的不断上涨,环境不断高涨,沼气再一次成为解决能源的焦点话题之一,我国为实现可持速发展战略,建设社会主义新农村,农村的市场特别广大。 沼气发酵微生物---是在缺氧条件下降解有机质产生沼气的一群微生物。沼气常形成于富含有机质的沼泽、塘、湖等水下缺氧沉积物中,是一种可燃性气体,其主要成分为甲烷(占55~70%)和二氧化碳(占30~45%)。它分为四个过程①水解作用;②发酵作用;③产乙酸和产氢作用; （五）废水的好氧生物处理 1活性污泥法的原理 活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物处理方法。注：微生物絮体由好气性微生物（细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢和吸附的有机物、无机物组成。 活性污泥的净化反应过程 活性污泥系统对有机底物的降解是通过几个阶段和一系列作用完成的。包括以下阶段： ①絮凝和吸附阶段 ②活性污泥中微生物的代谢和增殖 ③活性污泥的凝聚、沉淀和浓缩 2形成活性污泥絮状体的细菌——菌胶团细菌 菌胶团：狭义指动胶菌属（Zoogloea）形成的细菌团块，广义指所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性细菌互相絮凝聚集形成的菌胶团块。 菌胶团细菌是活性污泥的主体，它的作用： 具有很强的吸附、氧化分解有机物的能力。菌胶团的形成可使细菌避免被微型动物所吞噬，并且与污泥的沉降性能和二沉池能否有效泥水分离密切相关； 为原生动物、微型后生动物提供了良好的生存环境、附着场所。 3丝状细菌 4原生动物及微型后生动物 结语：看今天社会我们生活与生物的关系可谓是不可分割，环境方面更是有着不可磨灭的作用，想起今朝时时刻刻生物与环境，环境保护与生物可谓是唇亡齿寒。 本文来源：https://www.dywdw.cn/e873949a6b0203d8ce2f0066f5335a8102d266f6.html
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2022-06-30
