隨著社會(huì)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，在提升我國人民物質(zhì)生活水平的同時(shí)，生態(tài)環(huán)境也承受著較大程度的污染壓力，進(jìn)而對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成一定程度的制約。環(huán)境工程作為治理環(huán)境污染以及改善人類生存環(huán)境的重要學(xué)科，在當(dāng)下的受重視程度已經(jīng)不斷提升。相較于物理和化學(xué)處理技術(shù)，微生物處理技術(shù)不易產(chǎn)生二次污染，更有益于提升環(huán)境工程的應(yīng)用效果。應(yīng)積極將微生物處理技術(shù)廣泛地應(yīng)用于處理污水、固廢等污染物，以其污染物的處理過程不產(chǎn)生新環(huán)境問題的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。
1、環(huán)境工程的含義
環(huán)境工程在當(dāng)下被越來越多的人所認(rèn)知，從環(huán)境工程的含義來看，其屬于環(huán)境科學(xué)的一種表現(xiàn)形式，是人類在長期的環(huán)境污染治理、環(huán)境保護(hù)以及生存環(huán)境的不斷改善中所形成的一門綜合性極強(qiáng)的學(xué)科"。從環(huán)境工程的內(nèi)容來看，其包括預(yù)防環(huán)境污染、治理環(huán)境污染以及提升環(huán)境質(zhì)量等。由于環(huán)境關(guān)乎人類社會(huì)發(fā)展，這也使得環(huán)境工程的建設(shè)成為全社會(huì)建設(shè)的重要組成部分。由于環(huán)境工程的系統(tǒng)性較強(qiáng)，在具體開展的過程中涉及的內(nèi)容較多，涉及的部門和人員也較多，需在建設(shè)環(huán)境工程的過程中，立足于宏觀角度完善頂層設(shè)計(jì)、做好統(tǒng)籌規(guī)劃工作，才能提升環(huán)境工程建設(shè)的質(zhì)量。
2、造成環(huán)境污染的主要因素
2.1 人類生活對(duì)環(huán)境污染的影響
在城鎮(zhèn)化的推動(dòng)下，城鎮(zhèn)中的人口數(shù)量在不斷增加，所產(chǎn)生的生活垃圾數(shù)量也隨之顯著增加，給自然環(huán)境造成極大的影響，其中部分污染屬于不可逆的污染，給環(huán)境工程治理帶來極大的難度。盡管大部分地區(qū)人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)相較于早前已經(jīng)有了較大程度上的提升。但在部分地區(qū)，由于受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及傳統(tǒng)因素的制約，人們?cè)诃h(huán)境保護(hù)意識(shí)上仍舊較為淡薄，在生產(chǎn)和生活中不注意保護(hù)環(huán)境，進(jìn)一步增加了環(huán)境污染的治理成本。環(huán)保意識(shí)的缺失反映了相關(guān)環(huán)境保護(hù)宣傳工作做得不足，沒有使得人們認(rèn)識(shí)到環(huán)境污染給人類社會(huì)發(fā)展所造成的影響，也使得人類生活成為環(huán)境污染的重要因素之一。
2.2 工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境污染的影響
工業(yè)作為一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)，工業(yè)發(fā)展水平對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升可起到至關(guān)重要的作用。在我國，隨著對(duì)工業(yè)發(fā)展投入程度的不斷加大，極大地提升了工業(yè)發(fā)展水平。為促進(jìn)近四十年來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了無法取代的貢獻(xiàn)。但由于工業(yè)生產(chǎn)的自身特點(diǎn)，其在生產(chǎn)的過程中時(shí)常不可避免地產(chǎn)生有毒有害廢棄物，并且產(chǎn)生的廢水、廢氣以及固體廢棄物的種類和數(shù)量日益增加，若這些廢棄物沒有經(jīng)過處理即排放到外環(huán)境中，則對(duì)水、土壤及空氣等自然環(huán)境均可造成嚴(yán)重的影響。
3、微生物處理技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用
3.1 微生物吸附技術(shù)
在微生物處理技術(shù)中，微生物吸附技術(shù)占據(jù)其中重要的組成部分，其利用微生物在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，與自身物質(zhì)、分泌物或者污染物中的物質(zhì)可進(jìn)行結(jié)合，利用吸附技術(shù)來將物質(zhì)進(jìn)行吸附，并利用人工分離的方式將其固液態(tài)進(jìn)行分離。微生物吸附技術(shù)由于應(yīng)用效果較好且成本較低，在應(yīng)用范圍上較廣，特別是對(duì)重金屬離子的吸附和分離的應(yīng)用。但微生物吸附技術(shù)也具有一定的局限性，其在具體應(yīng)用的過程中受外界因素影響較大。從具體影響因素來看，首先為溫度因素，在污水處理中，一旦溫度出現(xiàn)變化，可使得金屬物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或者成分出現(xiàn)變化，對(duì)于微生物的吸附作用造成較大的影響。其次為酸堿值的影響，酸堿值一旦發(fā)生變化，也可對(duì)于污染物中的成分結(jié)構(gòu)造成影響，無法真正發(fā)揮微生物吸附技術(shù)的積極作用”。與此同時(shí)，微生物吸附技術(shù)受吸附時(shí)間的影響也較大，通常來說，在應(yīng)用微生物吸附技術(shù)處理污水的過程中，一般時(shí)間需要在3個(gè)小時(shí)左右，適當(dāng)增加吸附時(shí)間可提升吸附效果。但需做好時(shí)間的控制工作，若時(shí)間過長也可導(dǎo)致污染物吸附效率下降。由于污水中的成分較為復(fù)雜，共存離子也是需要考慮的影響因素，吸附過濾有害物質(zhì)，保留無害物質(zhì)才能達(dá)到污水凈化、提升水質(zhì)的目的。
3.2 微生物絮凝技術(shù)
微生物絮凝技術(shù)在微生物處理技術(shù)中單獨(dú)運(yùn)用并不常見，但作為降解技術(shù)的補(bǔ)充十分普遍，從其處理原理上來看，微生物絮凝技術(shù)利用微生物在開展新陳代謝中可產(chǎn)生多糖線性有機(jī)物的原理，這些有機(jī)物具有一定的絮凝作用，來對(duì)污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行絮凝沉降，從而達(dá)到降低污染的作用。而在微生物絮凝技術(shù)中，除微生物本身所產(chǎn)生的有機(jī)物可起到絮凝作用之外，部分微生物自身也可直接作為絮凝劑來使用。在微生物絮凝技術(shù)的應(yīng)用范圍上，一般在農(nóng)業(yè)污水的處理上配合降解技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行脫色更為常用。在處理農(nóng)業(yè)污水中，由于農(nóng)業(yè)污水中生化需氧量數(shù)值高，用其他物化技術(shù)處理難度較大，無法實(shí)現(xiàn)處理效果的全面提升。而應(yīng)用微生物絮凝配合降解技術(shù)，可有效提升處理效果。
另一方面，在廢水脫色中，微生物絮凝技術(shù)處理效果也極為顯著，許多污水中由于成分較為復(fù)雜，在色素含量上較高，利用微生物絮凝技術(shù)可對(duì)污水進(jìn)行脫色，降低污水色度，提升污水的透明度。并且這種微生物絮凝技術(shù)在應(yīng)用上較為安全，雖應(yīng)用尚不普遍，但前景較好。總的來說，微生物絮凝技術(shù)在單獨(dú)應(yīng)用的過程中還是存在一定的局限性，例如其需要投入較多的成本，并且對(duì)于操作人員的技術(shù)要求也較高，因此在推廣上也受到一定的限制。
3.3 高效降解菌技術(shù)
在將微生物處理技術(shù)運(yùn)用到污染物的處理中，高效降解菌技術(shù)也是今后發(fā)展的主要方向之一。從高效降解菌的技術(shù)原理來看，其可針對(duì)不同所需處理的污染物，對(duì)于一些具備降解功能的細(xì)菌進(jìn)行人工培養(yǎng)，提升其降解功能和適應(yīng)性。利用這種方式所培養(yǎng)出的優(yōu)勢菌種，在繁殖力以及適應(yīng)力上均有著較大程度上的提升，在污水處理效果上提升也較為明顯。而在細(xì)菌的培養(yǎng)中，由于針對(duì)不同污染物的細(xì)菌的種類較多，在培養(yǎng)方式上可選擇多種細(xì)菌共同培養(yǎng)的方式進(jìn)行，提升培養(yǎng)效率，并在培養(yǎng)的過程中不斷選擇更為合適的方法來處理污水。
以固體污染物的處理為例，在人們生產(chǎn)和生活的過程中，固體垃圾的數(shù)量巨大，若不經(jīng)過處理直接將其排放到自然環(huán)境中，不僅對(duì)環(huán)境造成影響，還會(huì)滋生大量的有害病菌，遺留下極大的安全隱患。而在傳統(tǒng)垃圾處理技術(shù)中，無法完全消除其中的病菌，還會(huì)增加環(huán)境的二次污染的出現(xiàn)概率。而應(yīng)用微生物處理技術(shù)中的高效降解菌技術(shù)，可在固體污染物中放置一些嗜熱微生物或者硝化細(xì)菌異界纖維來將固體垃圾進(jìn)行分解。由于部分細(xì)菌對(duì)于溫度的變化較為敏感，許多微生物無法進(jìn)行繁殖，而嗜熱微生物由于耐高溫性強(qiáng)，且隨著環(huán)境溫度升高其活性反而有所提升，可利用這種微生物來將一些固體的生活垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)榛蕬?yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，不僅降低了固體垃圾對(duì)于環(huán)境的污染，更實(shí)現(xiàn)了資源的二次利用，符合當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展的各項(xiàng)要求。
3.4 固定化微生物技術(shù)
固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)菌技術(shù)均屬于固定化微生物技術(shù)，其處理原理為在微生物活性較高的時(shí)期，結(jié)合所需分離的微生物，將其在特定的載體上進(jìn)行固定，使得微生物在濃度上大幅提升，并可反復(fù)、多次進(jìn)行利用。在固定化酶技術(shù)以及細(xì)菌技術(shù)中，其應(yīng)用方法較多，如包埋法、交聯(lián)法等，由于固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)菌技術(shù)在操作上較為簡單，且所需投入的成本較低，在土壤污染處理以及水污染處理中應(yīng)用較為廣泛6。并且固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)菌技術(shù)在應(yīng)用的過程中各方面的限制較少，應(yīng)用效果也較好。在污水處理中，因其設(shè)備占地小，受限制少,安全性高，不易產(chǎn)生二次污染，可以盡可能減少對(duì)周圍群眾正常生產(chǎn)生活所造成的影響，使得固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)菌技術(shù)均被廣泛應(yīng)用。
在應(yīng)用固定化微生物處理技術(shù)中，首先需要選擇合適的微生物種群，在特定的環(huán)境下，保證微生物自身的生存條件和活性不能被破壞。使微生物處于高度密集狀態(tài)，微生物將保持快速繁殖的狀態(tài)，從而促進(jìn)微生物的活性以及濃度的不斷增加。在反應(yīng)完成之后，可利用固液分離的方式來降低處理時(shí)間。從已經(jīng)研究的結(jié)果可以看出，微生物在條件馴化處理之后，相較于常規(guī)狀態(tài)下的微生物，在應(yīng)用上更為高效，在特殊酸堿值以及溫度等特殊條件下的適應(yīng)能力上更強(qiáng)，可有效提升微生物的降解能力。以廢水處理為例，利用密度較高的經(jīng)馴化的反硝化細(xì)菌來處理含氮的污水，在處理效果上極為明顯，大大提高反硝化作用。
3.5 電極生物膜技術(shù)
電極生物膜技術(shù)在應(yīng)用原理上，其可將微生物在電極表面進(jìn)行固定，并利用微生物的吸附技術(shù)，在電極表面上形成生物膜類的物質(zhì)，連接電流后，借助微生物的吸附作用來使得污水中的雜質(zhì)與電流相接觸，在接觸一段時(shí)間之后，可將雜質(zhì)分解為其他成分的物質(zhì)。在應(yīng)用實(shí)踐中，電極生物膜技術(shù)在處理有害物質(zhì)以及有毒物質(zhì)上效果極為顯著。實(shí)際成套設(shè)備的應(yīng)用中步驟比較少，操作較為簡單，所需投入的成本較少，在城鄉(xiāng)污水等氮磷化合物的處理中應(yīng)用逐漸廣泛。但電極生物膜技術(shù)也存在一定程度上的局限性，例如其在應(yīng)用中需要借助一定的設(shè)備進(jìn)行，對(duì)于設(shè)備的要求較高，對(duì)于專業(yè)性的要求也較高，并且在通電的過程中電流的強(qiáng)弱程度的控制對(duì)于微生物污水處理效果和處理效率會(huì)產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。因此，在應(yīng)用電極生物膜技術(shù)的過程中，需要專業(yè)的公司提供專業(yè)的設(shè)備設(shè)施以及配備專業(yè)水平較高的人員來進(jìn)行維護(hù)和指導(dǎo)，才能最大限度發(fā)揮電極生物膜技術(shù)的優(yōu)勢。
3.6 微生物檢測技術(shù)
在水質(zhì)檢測的過程中，也可利用微生物處理技術(shù)來進(jìn)行檢測。相較于傳統(tǒng)水質(zhì)檢測方式來說，利用微生物處理技術(shù)來檢測水質(zhì)準(zhǔn)確度較高。比如一些地方飲用水消毒凈化不徹底會(huì)仍含有較多數(shù)量的細(xì)菌，如大腸桿菌等，而大腸桿菌在水中進(jìn)行發(fā)酵，將使得水質(zhì)呈現(xiàn)酸性，人們飲用這種不潔凈的水會(huì)對(duì)身體健康造成不利影響。應(yīng)用微生物檢測技術(shù)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測，可利用分析大腸桿菌在水中的存在比率，再與國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)來判斷大腸桿菌群的超標(biāo)情況，以及時(shí)對(duì)不合格飲用水重新調(diào)整消毒凈化方案，進(jìn)行更加嚴(yán)格處理。
除以上較常見的六種微生物處理技術(shù)外，還有其他運(yùn)用技術(shù)正在被發(fā)掘，比如利用廢氣液相轉(zhuǎn)化后植入微生物的方式降解廢氣中污染物的運(yùn)用，從公開的實(shí)驗(yàn)成果，利用微生物處理技術(shù)在處理廢氣的去除率最高可達(dá)九成以上。
4、微生物處理技術(shù)在環(huán)境工程中應(yīng)用的優(yōu)勢說明
在開展環(huán)境工程建設(shè)中應(yīng)用微生物處理技術(shù)，對(duì)于環(huán)境污染的治理能起到重要作用，相較于傳統(tǒng)物理以及化學(xué)治理方式來說，微生物處理技術(shù)在應(yīng)用優(yōu)勢上主要集中在以下幾個(gè)方面”。首先，由于微生物處理技術(shù)的吸附力較強(qiáng)，在降解能力以及沉降能力上均有較好表現(xiàn)，這也使得其在應(yīng)用到環(huán)境工程的過程中制約因素較少。針對(duì)污染物的去除，微生物處理技術(shù)可利用其自身酶催化代謝進(jìn)行降解，無論從處理效率和處理效果上都表現(xiàn)突出。特別是在處理污水的過程中，由于污水處理量通常較大，傳統(tǒng)處理方式不僅需要投入藥品、設(shè)備成本，還可能需要進(jìn)行二次處理才能徹底去除污染物，而應(yīng)用微生物處理技術(shù)，在資金投入上相對(duì)較少，經(jīng)濟(jì)效益較高。
其次，由于微生物在種類上較多，自然環(huán)境中的微生物資源極為豐富，可選擇的代謝類型上也較多，可針對(duì)所要處理的目標(biāo)污染物質(zhì)，找到對(duì)應(yīng)的微生物來將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化或者降解。并且微生物在培育上較為簡單，且繁殖周期較短，對(duì)于周圍環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，一旦在環(huán)境中產(chǎn)生出新的化合物或污染物，微生物自身的誘導(dǎo)作用可使得其自身產(chǎn)生出適應(yīng)新的化合物或污染物的酶系，并且完善出代謝功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)全新化合物或污染物的轉(zhuǎn)化以及降解。利用這種特性，在特定的條件下有針對(duì)性地培養(yǎng)微生物，可提升其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力和對(duì)特定污染物的處理能力。
最后，利用微生物處理技術(shù)，在處理污水的過程中，不僅可對(duì)污水中有毒有害物質(zhì)進(jìn)行去除，對(duì)于病原體等病毒也可起到較好的抑制作用，與此同時(shí)，微生物處理技術(shù)還可借助自身的吸附、沉降功能提升污水的透明度，降低其色度。
5、結(jié)語
環(huán)境污染對(duì)于人們正常的生產(chǎn)和生活造成負(fù)面的影響，最終制約了我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的健康發(fā)展。所以，需高度重視并做好環(huán)境的治理工作。在環(huán)境治理過程中，要最大限度地發(fā)揮環(huán)境工程在改善環(huán)境質(zhì)量中的積極作用，結(jié)合環(huán)境污染的實(shí)際情況，合理選擇和運(yùn)用微生物處理技術(shù)來進(jìn)行處理，不斷提升技術(shù)水平和處理效果，改善環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)我國社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。（來源：漳州市漳浦生態(tài)環(huán)境局）
