細(xì)菌怎么分解有機(jī)污染物的
“環(huán)?!笔刈o(hù)神
在城市的舊房區(qū),我們經(jīng)??吹讲鹋f房的工人。在大自然的國度里,細(xì)菌也是“拆舊房的工人”,不過它們拆的不是舊房,而是動(dòng)植物的尸體。它們將多細(xì)胞的動(dòng)植物分解成單細(xì)胞,進(jìn)一步分解成小分子還給大自然。
在那些死去的生物細(xì)胞里還殘留著蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、水、無機(jī)鹽和維生素六種成分。在這六種成分中,水和維生素最容易消失,也最易吸收;其次就是無機(jī)鹽,很易穿透細(xì)菌的細(xì)胞膜;然而對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜而堅(jiān)實(shí)的生命三要素蛋白質(zhì)、糖類和脂肪等,細(xì)菌就要費(fèi)點(diǎn)心思了。先要將它們一點(diǎn)一點(diǎn)軟化,一絲一絲地分解,變成簡單的小分子,然后才能重新被利用。
蛋白質(zhì)的名目繁多,性質(zhì)也各異,經(jīng)過細(xì)菌的化解后,最后都變成了氨、一氧化氮、硝酸鹽、硫化氫乃至二氧化碳及水。這個(gè)過程叫化腐作用,把沒有生命的蛋白質(zhì)化解掉,這時(shí)往往會(huì)釋放出一股難聞的氣味。
自然界物質(zhì)循環(huán)圖
糖類的品種也多,結(jié)構(gòu)也各不同,有纖維素、淀粉、乳糖、葡萄糖等。細(xì)菌也按部就班地將它們分解成為乳酸、醋酸、二氧化碳及水等。
對(duì)于脂肪,細(xì)菌就把它分解成甘油和脂肪酸等初級(jí)分子。
蛋白質(zhì)、糖類和脂肪這些復(fù)雜的有機(jī)物都含有大量的碳鏈。細(xì)菌的作用就是打散這些碳鏈,使各元素從碳鏈中解脫出來,重新組合成小分子無機(jī)物。這種分解工作,使地球上一切腐敗的東西,都現(xiàn)出原形,歸還于土壤,使自然界的物質(zhì)循環(huán)得以進(jìn)行。
現(xiàn)代高科技的快速發(fā)展,的確給人類生活帶來了巨大的便利,然而,也產(chǎn)生了一系列新的問題。
水污染便是其中之一。
在前蘇聯(lián),伏爾加河污染使著名的鱘魚快要絕跡。1965年在斯維爾德洛夫市曾有人偶然把煙頭丟進(jìn)伊謝特河而引起了一場(chǎng)熊熊大火。前蘇聯(lián)每年有100多萬噸石油產(chǎn)品和20萬噸瀝青及硫酸排放入里海,使豐產(chǎn)的梭子魚幾乎絕跡。
在美國,被稱為“河流之父”的密西西比河,污染使許多魚鳥絕跡,港灣荒蕪。盛產(chǎn)水生生物的安大略湖也被污染得享有“毒湖”之稱。海洋的污染使美國8%的海域中的魚貝類不能再食用。
在日本,港灣的污染使特產(chǎn)的櫻蝦、鱸魚已經(jīng)斷子絕孫。九州鹿兒島的貓因?yàn)槌粤烁缓聂~類,貝類而像發(fā)瘋一樣驚慌不安,跳入大海,有“狂貓?zhí)!钡钠媛劇?/p>
在中國,由于受工業(yè)廢水、生活污水、糞便、農(nóng)藥化肥等污染,國內(nèi)的523條重要河流中,現(xiàn)已有436條受到嚴(yán)重污染,湖泊和水庫的80%左右也被列為污染之列。
……
濁浪滔滔,江河湖泊在呻吟,人們費(fèi)了不少腦筋和精力,投入了大量的人力、物力、財(cái)力來解除水污染。目前,廢水處理有物理方法、化學(xué)方法和生物方法,而用微生物處理廢水的生物方法以效率高、成本低受到了廣泛使用。能除掉毒物的微生物主要是細(xì)菌、霉菌、酵母菌和一些原生動(dòng)物。它們能把水中的有機(jī)物變成簡單的無機(jī)物,通過生長繁殖活動(dòng)使污水凈化。有種芽孢桿菌能把酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)變成醋酸吸收利用,除酚率可以達(dá)到99%;一種耐汞菌通過人工培養(yǎng)可將廢水中的汞吸收到菌體中,改變條件后,菌體又將汞釋放到空氣中,用活性炭就可以回收。有的微生物能把穩(wěn)定有毒的DDT轉(zhuǎn)變成溶解于水的物質(zhì)而解除毒性。每年在運(yùn)輸中有150萬噸的原油流入世界水域使海洋污染,清除這些油類,真菌比細(xì)菌能力更強(qiáng)。在去毒凈化中,不同的微生物各有“高招”!枯草桿菌、馬鈴薯?xiàng)U菌能清除已內(nèi)酷胺;溶膠假單孢桿菌可以氧化劇毒的氰化物;紅色酵母菌和蛇皮癬菌對(duì)聚氯聯(lián)苯有分解能力。
用微生物處理廢水常用生物膜法。所有的污水處理裝置都有固定的濾料介質(zhì)如碎石、煤渣及塑料等,在濾料介質(zhì)的表面覆蓋著一層由各類微生物組成的粘狀物稱為生物膜。生物膜主要是由細(xì)菌菌膠團(tuán)和大量真菌菌絲組成,在表面還棲息著很多原生動(dòng)物。當(dāng)污水通過濾料表面時(shí),生物膜大量地吸附水中各種有機(jī)物,同時(shí)膜上的微生物群利用溶解氧將有機(jī)物分解,產(chǎn)生可溶性無機(jī)物隨水流走,產(chǎn)生的二氧化碳和氫氣等釋放到大氣中,使污水得到凈化。
還有一種活性污泥法。所謂活性污泥是由能形成菌膠團(tuán)的細(xì)菌和原生動(dòng)物為主組成的微生物類群,及它們所吸附的有機(jī)的和無機(jī)懸浮物凝聚而成的棕色的絮狀泥粒,它對(duì)有機(jī)物具有很強(qiáng)的吸附力和氧化分解能力。
利用微生物凈化污水雖然取得了可喜的成就,但在提高工作效益方面還有不少工作要做,因此還不能廣泛應(yīng)用于消除污染。
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