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        人類在創造適宜于自身生存環境的過程中，有理由高度重視自然界中微生物對環境的重要性。在自然界以碳、氮、磷、硫等元素的生態循環轉化中，微生物起著不可替代的作用。人類活動（包括日常生活和生產活動）產生的環境污染物，無論是有機化合物還是無機金屬，均有可能通過微生物的降解、代謝或富集而得到有效治理。人類在為保護環境所采取的生物工程措施中，包括城市生活污水處理、工業廢水處理、廢氣處理以及固體廢棄物處理，實際上都離不開微生物和酶的作用。

        生物技術在環保領域的應用

        微生物之所以具有如此巨大的作用，是因為微生物是一類種群、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，從礦井下數百米處的土壤到高空的大氣層中幾乎到處可見微生物的蹤跡。不僅如此，微生物的繁殖能力還特別強，對于絕大部分微生物來講，只要環境中有足夠的營養，它們的世代周期只有幾十分鐘，使其數量成幾何級數增長。

        微生物分解有機物的原理是與它的本身結構和功能分不開的。我們通常所指的降解污染物的微生物主要是各類細菌、放線菌等各種單細胞微生物。在環境中，他們依靠自身的器官，將污染物吸附到其細胞表面，然后利用自身產生的各種酶，來對微生物進行分解，從而達到凈化環境的目的。在這些降解活動中，不同的細菌可產生不同的酶，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。催化劑能成百、成千倍地加速化學反應，而作為生物化學反應催化劑的生物酶，可以成千萬倍地加速生物化學反應的速度。比如，我們每天吃進的大量食物，也都是依靠酶的作用來消化的。而一個微生物細胞中可含有幾百到幾千種酶。因而，對于他們具有降解有機物的巨大能力，就毋庸置疑了。

        其實，人類很早就注意到了微生物在生態循環中的巨大作用，尤其是進入20世紀。隨著人類物質文明的發展，大量排放的生活污水、工業廢水和固體廢棄物，超過了自然環境中微生物的凈化能力，生態平衡遭到破壞。在此情況下，人們注意到，在自然條件下，微生物對有機物的降解能力是有限且十分緩慢的。因而，人們陸續發明了大量的處理設備和系統，給微生物提供了一個相對優良的生長環境。如污水處理中出現的活性污泥法、生物濾池、生物轉盤、接觸氧化等諸多好氧處理及厭氧處理系統等等。但是，盡管這些處理系統得到了廣泛的應用，仍不能滿足人類現實的需要。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。

        以生命科學為基礎發展起來的生物工程技術，正在以驚人的速度向環保領域延展。近十幾年來出現的生物工程菌，為大幅度提高環保設施的處理能力和效果找到了很好的出路。人們還相繼發明了許多新的工藝。如在污水處理中出現的“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、篩選出來的對特定污染物有較強降解功能的菌種，經過人工繁殖，制成成品，投入到處理系統，以提高系統中微生物的密度，從而提高處理設施的處理能力和處理效果。