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        人類(lèi)在創(chuàng)造適宜于自身生存環(huán)境的過(guò)程中，有理由高度重視自然界中微生物對(duì)環(huán)境的重要性。在自然界以碳、氮、磷、硫等元素的生態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)化中，微生物起著不可替代的作用。人類(lèi)活動(dòng)（包括日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)）產(chǎn)生的環(huán)境污染物，無(wú)論是有機(jī)化合物還是無(wú)機(jī)金屬，均有可能通過(guò)微生物的降解、代謝或富集而得到有效治理。人類(lèi)在為保護(hù)環(huán)境所采取的生物工程措施中，包括城市生活污水處理、工業(yè)廢水處理、廢氣處理以及固體廢棄物處理，實(shí)際上都離不開(kāi)微生物和酶的作用。

        生物技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用

        微生物之所以具有如此巨大的作用，是因?yàn)槲⑸锸且活?lèi)種群、群落巨大的生物群。它廣泛地分布在自然界中，從南極到北極，從海洋深處到高山之巔，從礦井下數(shù)百米處的土壤到高空的大氣層中幾乎到處可見(jiàn)微生物的蹤跡。不僅如此，微生物的繁殖能力還特別強(qiáng)，對(duì)于絕大部分微生物來(lái)講，只要環(huán)境中有足夠的營(yíng)養(yǎng)，它們的世代周期只有幾十分鐘，使其數(shù)量成幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。

        微生物分解有機(jī)物的原理是與它的本身結(jié)構(gòu)和功能分不開(kāi)的。我們通常所指的降解污染物的微生物主要是各類(lèi)細(xì)菌、放線菌等各種單細(xì)胞微生物。在環(huán)境中，他們依靠自身的器官，將污染物吸附到其細(xì)胞表面，然后利用自身產(chǎn)生的各種酶，來(lái)對(duì)微生物進(jìn)行分解，從而達(dá)到凈化環(huán)境的目的。在這些降解活動(dòng)中，不同的細(xì)菌可產(chǎn)生不同的酶，如淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纖維素酶等等，分解各種不同的物質(zhì)。催化劑能成百、成千倍地加速化學(xué)反應(yīng)，而作為生物化學(xué)反應(yīng)催化劑的生物酶，可以成千萬(wàn)倍地加速生物化學(xué)反應(yīng)的速度。比如，我們每天吃進(jìn)的大量食物，也都是依靠酶的作用來(lái)消化的。而一個(gè)微生物細(xì)胞中可含有幾百到幾千種酶。因而，對(duì)于他們具有降解有機(jī)物的巨大能力，就毋庸置疑了。

        其實(shí)，人類(lèi)很早就注意到了微生物在生態(tài)循環(huán)中的巨大作用，尤其是進(jìn)入20世紀(jì)。隨著人類(lèi)物質(zhì)文明的發(fā)展，大量排放的生活污水、工業(yè)廢水和固體廢棄物，超過(guò)了自然環(huán)境中微生物的凈化能力，生態(tài)平衡遭到破壞。在此情況下，人們注意到，在自然條件下，微生物對(duì)有機(jī)物的降解能力是有限且十分緩慢的。因而，人們陸續(xù)發(fā)明了大量的處理設(shè)備和系統(tǒng)，給微生物提供了一個(gè)相對(duì)優(yōu)良的生長(zhǎng)環(huán)境。如污水處理中出現(xiàn)的活性污泥法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、接觸氧化等諸多好氧處理及厭氧處理系統(tǒng)等等。但是，盡管這些處理系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，仍不能滿足人類(lèi)現(xiàn)實(shí)的需要。以城市生活污水處理廠普遍采用的活性污泥法為例，由于受到水中微生物密度的限制，使得這些處理系統(tǒng)的處理能力不能大幅度提高，處理效果不能令人滿意。

        以生命科學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的生物工程技術(shù)，正在以驚人的速度向環(huán)保領(lǐng)域延展。近十幾年來(lái)出現(xiàn)的生物工程菌，為大幅度提高環(huán)保設(shè)施的處理能力和效果找到了很好的出路。人們還相繼發(fā)明了許多新的工藝。如在污水處理中出現(xiàn)的“投菌活性污泥法（LIMO）”就是最具代表性的一例。投菌法是將從土壤中培養(yǎng)、篩選出來(lái)的對(duì)特定污染物有較強(qiáng)降解功能的菌種，經(jīng)過(guò)人工繁殖，制成成品，投入到處理系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)中微生物的密度，從而提高處理設(shè)施的處理能力和處理效果。