【正文】 好的工業(yè)脫硫應(yīng)用前景。 劉會洲指出，國際上已報(bào)道的專一脫硫微生物，絕大多數(shù)屬于革蘭氏陽性菌。實(shí)驗(yàn)證明，固定化細(xì)胞再生方便，是生物脫硫工業(yè)化的最佳選擇。因此也吸引了各國研究人員潛心鉆研這一課題，生物排泄物、白蟻的胃液、牛的胃液都曾被科學(xué)家用以探求微生物發(fā)電的可能性。牛羊等反芻動物都有兩個(gè)胃，牛的第一個(gè)胃被稱為瘤胃。 微生物變太空“糞”為太空“ 電” 目前載人飛船上天，宇航員在太空飛行中的排泄物要被帶回地球。如果這一設(shè)想真的能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，那么受益的將不僅是宇航員，人類的排泄物都可變廢為利了。如此龐大復(fù)雜的過程，如何投入商業(yè)運(yùn)營，需要做的研究太多了。微生物在發(fā)電上的開發(fā)還只是一個(gè)起步，而且相對于其它的比較成熟的發(fā)電工藝它的發(fā)電量還是很小的，可實(shí)用性也不是很強(qiáng)，但是在一些特殊場合還是有它的價(jià)值的，如太空，雖然現(xiàn)在以太陽能電池(太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。如果用傳統(tǒng)的加化學(xué)藥劑的方法，會產(chǎn)生二次污染，而且處理成本很高。近些年來在生物脫氮理論方面有了許多進(jìn)展，亞硝酸鹽硝化反硝化受到重視，發(fā)現(xiàn)了厭氧氨氧化和好氧反硝化微生物的生物化學(xué)作用，從而為高濃度氨氮廢水的高效生物脫氮提供了可能的途徑 [3]。一般認(rèn)為在呼吸中是以硝酸中的氧來作為電子受體的氧進(jìn)行能量調(diào)節(jié)的。 [6]圖3 反應(yīng)速率還受溫度影響Ruiza等 [7]用合成廢水（模擬含高濃度氨氮的工業(yè)廢水）試驗(yàn)確定實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽積累的最佳條件。與常規(guī)生物23 / 191脫氮工藝相比，該工藝氨氮負(fù)荷高，在較低的C/N值條件下可使TN去除率提高。這樣就可以在同一個(gè)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)真正意義上的同步硝化反硝化，簡化了工藝流程，節(jié)省了能量。當(dāng)DO＝ mg/L時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)65％的氨氮以亞硝酸鹽的形式積累并且氨氮轉(zhuǎn)化率在98％以上。相反，反硝化作用則是異化過程，兩者是有區(qū)別的。細(xì)菌的反硝化作用是通過微生物的活動，將硝酸鹽或亞硝酸鹽還原為氣態(tài)分子氮或氣態(tài)氮氧化物的過程。這種生物處理方法成本較低，更重要的不會產(chǎn)生二次污染。微生物是我們借助顯微鏡才能看到的世界，對他們的了解并不完全，還有很大的空間。本源微生物，在我的理解上類似于活性污泥中的特有菌種，水處理中我們對排污口的自然產(chǎn)生的菌種，它對該污水的處理有針對性的，石油工藝中的本源微生物也對該地區(qū)的石油有針對性。江寧介紹說，目前主要有三大難題困擾著微生物發(fā)電的應(yīng)用。粗略估算，在此期間，6 名宇航員將會“制造” 出6 噸多的排泄物垃圾?？茖W(xué)家利用針頭和玻璃除菌箱將牛的胃液導(dǎo)出，并模擬牛的消化過程，利用胃液中的微生物成功產(chǎn)生了電力。 牛胃液中微生物可產(chǎn)生電能據(jù)西班牙皇家化學(xué)學(xué)會新近公布的一項(xiàng)研究報(bào)告宣稱，牛胃液中所含的細(xì)菌群在分解植物纖維的過程中能夠產(chǎn)生電力，電能約與一節(jié) 5 號電池相當(dāng)。3. 微生物與電能電能作為現(xiàn)代能源的支柱性能源，它的產(chǎn)生形式多種多樣，水利發(fā)電，核能發(fā)電都可以說是比較清潔的發(fā)電方式，但是建設(shè)時(shí)間長，偶發(fā)性事件可能性大。初步研究表明，德氏假單胞菌 R8 能脫除含硫量為 261mg/L 的加氫脫硫柴油中 72%的硫，對含硫量為 1807mg/L 的高含硫柴油的脫硫率可以達(dá)到 77%。機(jī)動車尾氣，即光化學(xué)煙霧型大氣污染，更是我國城市大氣污染的主要來源。截至目前，這家油田累計(jì)增產(chǎn)原油約 萬噸，投入產(chǎn)出比為 1:，取得了明顯效益。電能也是相同的，現(xiàn)在中國以燃煤發(fā)電為主，但是煤炭儲量卻加快減少，而且燃煤發(fā)電污染相對比較嚴(yán)重；水力發(fā)電污染較少，但先期投資比較大，而且時(shí)間長，見效慢；核能發(fā)電優(yōu)點(diǎn)多但技術(shù)復(fù)雜……面對已經(jīng)不多的石油我們要如何充分的利用？對于各項(xiàng)發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如何整和？都是現(xiàn)代科技研究的重點(diǎn)，而微生物技術(shù)給我們打開了一扇新的大門。與目前通常采用的外源微生物采油技術(shù)相比，本源微生物采油不存在適應(yīng)性、變異退化等問題，減少了菌種的開發(fā)、生產(chǎn)等步驟。由此可見, 要是利用它們的協(xié)同效應(yīng)二者混合培養(yǎng)則是微生物油脂的一個(gè)新的研究方向。不同的微生物,其產(chǎn)生油脂的含量及油脂脂肪酸組成均不同(如表1 所示) [10] 。 2022 年施安輝、周波通過對粘紅酵母GRL513生產(chǎn)油脂最佳小型工藝發(fā)酵條件的探討發(fā)現(xiàn),最終油脂產(chǎn)量可達(dá)菌體干重的 6712 %。所得到的微生物油脂中,其γ2亞麻酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:315 %177。其后美國對微生物油脂也作過研究 [4]。討論了產(chǎn)油影響因素，對微生物油脂的制備、影響因素及開發(fā)利用等方面做了綜述。所以好好利用微生物農(nóng)藥可以帶來的前景也是十分必要的。隨著研究的深入和應(yīng)用的需要不斷擴(kuò)大新品種的開發(fā)。由于技術(shù)水平的限制，目前我國絕大多數(shù)微生物肥料的有效菌成活時(shí)間超過一年的不多，所以必須在有效期內(nèi)盡快使用，越早越好，過期的微生物肥料效果肯定有影響；存放條件和使用方法須嚴(yán)格按規(guī)定辦。土壤是地下微生物的“容器”和活動場所，其生長著大量具有適應(yīng)性和活性的生物類群，這些生物對于養(yǎng)分元素的轉(zhuǎn)換、儲存和釋放具有特殊的功能作用。 選擇有代表性、肥力相近的田塊進(jìn)行。要保證試驗(yàn)的重演性，除了試驗(yàn)條件的代表性和試驗(yàn)結(jié)果的可靠性外，同時(shí)要適時(shí)地對整個(gè)試驗(yàn)過程作好詳細(xì)而完善的記載。 名詞解釋：微生物肥料 [3]：是以微生物的生命活動導(dǎo)致作物得到特定肥料效應(yīng)的一種制品，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用肥料的一種。微生物新型農(nóng)業(yè)的開發(fā)是生物工程技術(shù)推動農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要體現(xiàn)。參考文獻(xiàn)：[1] 孫成 ,環(huán)境監(jiān)測學(xué) ,科學(xué)出版社 ,北京,2022 年,p32 [2] 王海福 ,我國垃圾焚燒技術(shù)和裝備的現(xiàn)狀及發(fā)展方向,中國環(huán)?；ヂ?lián)網(wǎng) , [3] 王華 ,城市生活垃圾焚燒技術(shù),冶金工業(yè)出版社,北京, 2022,p139 [4] 張寶國 ,堆肥工藝 ,資源與環(huán)境網(wǎng)站 , D4%B0%B5%D8amp。對于污水的處理，主要就是控制廢水中的 COD、BOD、總懸浮物、TN 等，使經(jīng)處理后排放的廢水指標(biāo)達(dá)到上述排放標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是載體的比表面積被充分利用，但能耗較高，運(yùn)行成本也相對較高。 旋轉(zhuǎn)生物接觸氧化系統(tǒng)(Rotating Biological Contactor，RBC)或生物轉(zhuǎn)盤　　在這樣的處理系統(tǒng)中，一系列圓盤結(jié)構(gòu)裝置部分浸沒于污水中，部分在空氣中并不斷地旋轉(zhuǎn)，這樣便保持了良好的通氣效果及與污水的接觸，從而在圓盤上形成了“生物膜”。一般來說，生物膜法較多應(yīng)用于特殊行業(yè)的廢水處理中，如印染廢水等。這種系統(tǒng)中氧化作用通常不完全，因而常常產(chǎn)生較大的臭味。此外，活性污泥法處理廢水的效率可以根據(jù)具體條件而作較大的調(diào)整，因而可用于處理流速及濃度發(fā)生較大變化的污水。如果活性污泥沉降性能差，由于絲狀細(xì)菌和真菌的過分繁殖將導(dǎo)致活性污泥膨脹。　目前最普遍使用的是活性污泥法，特別是在城市污水處理中。 [5] 2．污水生物處理技術(shù)在廢水排放到環(huán)境中之前的處理，主要是控制廢水中的 COD (化學(xué)需氧量) 、BOD (生化需氧量) 、總懸浮物、TN (總氮) 等，使經(jīng)處理后排放的廢水的上述指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。　　垃圾堆肥是較原始的簡易的固體垃圾生物處理方法。這些固體廢棄物都應(yīng)該進(jìn)行無害化處理，但目前幾乎 95%的垃圾未經(jīng)這樣的處理，一般只是簡單地堆集起來或傾入江河中。關(guān)鍵詞：固體廢物，堆埋，堆肥，焚燒，生物處理，生活污水，環(huán)境污染，活性污泥，生物膜前言：在我國過去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護(hù)問題，目前環(huán)境狀況十分嚴(yán)峻，已經(jīng)影響了我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。這三類方法也可以結(jié)合使用?！　±奶盥裉幚聿粌H需要侵占大量的土地資源，而且需要很長時(shí)間（一般至少 50100 年）才能完全使所填埋的垃圾無害化，因此填埋了垃圾的土地長期不能使用，甚至還可能引起火災(zāi)。 [4]現(xiàn)在發(fā)展了新的城市垃圾生物處理工藝。世界各國根據(jù)各自的國情制定的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)不盡相同。這樣的共生體有很強(qiáng)的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解很多的污染物，可以達(dá)到處理和凈化污水的目的。產(chǎn)生的活性污泥除一部分回流利用外，其它多余的則需要另外處理?，F(xiàn)在世界各國，包括我國都發(fā)展了各種處理系統(tǒng)以減少剩余污泥的產(chǎn)量，顆粒活性污泥法就是一種行之有效的方法。5．生物膜法生物膜(Biofilm)是通過附著而固定于特定載體上的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的微生物共生體。在該處理系統(tǒng)中，通過轉(zhuǎn)動的柵欄噴淋裝置將污水均勻分布于多孔處理床（例如由石子等鋪成）上。因此這樣的“生物膜”具有去除 BOD 及無機(jī)物（主要是硫酸鹽）的功能。其中，垃圾填埋及垃圾堆肥技術(shù)都有侵占土地大，需時(shí)長的缺陷。關(guān)于懸浮細(xì)胞法，就處理效果，效率和各方面因素而言，它都有一些缺陷，沒有活性污泥法高效。關(guān)鍵詞：微生物肥料、微生物農(nóng)藥、肥料的田間試驗(yàn)、土壤肥力。微生物肥料、食用菌和沼氣菌的引入，填補(bǔ)了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的一些潛在生態(tài)位；微生物肥料和微生物農(nóng)藥的應(yīng)用，可以減少能源、資源消耗，減輕環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)動植安全生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。 試驗(yàn)任務(wù)及要求：田間試驗(yàn)是在田間條件下進(jìn)行，其基本任務(wù)是在一定的自然環(huán)境和生產(chǎn)條件下，研究土壤、作物和肥料三者的關(guān)系及其調(diào)控措施，為不斷培肥土壤、合理施肥提高產(chǎn)量和品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。 作物地下部分施用的新肥料處理，即施用新肥料；施用等養(yǎng)分的氮、磷、鉀單質(zhì)肥料。 肥力評價(jià) 9 / 191新肥料的肥效評價(jià)主要通過肥料與空白處理間產(chǎn)量指標(biāo)差異來表示： 田間試驗(yàn)結(jié)果總平均增產(chǎn) 5％以上； 增產(chǎn) 5％以上的試驗(yàn)點(diǎn)占試驗(yàn)點(diǎn)總數(shù)的 2／3 以上； 小區(qū)試驗(yàn)單因子差異達(dá)顯著水平的試驗(yàn)點(diǎn)占試驗(yàn)點(diǎn)總數(shù)的 3／１以上； 明顯改善作物品質(zhì)； 保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。微生物一方面分解有機(jī)物質(zhì)形成腐殖質(zhì)并釋放出養(yǎng)分，另一方面又轉(zhuǎn)化土壤碳素和固定無機(jī)營養(yǎng)元素 [6]。 微生物肥料的發(fā)展前景：利用微生物的生命活動及代謝產(chǎn)物的作用，改善作物養(yǎng)分供應(yīng)，為農(nóng)作物提供營養(yǎng)元素、生長物質(zhì)、調(diào)控生長、增強(qiáng)抗逆性，達(dá)到提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、減少化肥使用、提高土壤肥力。在我國，擁有十幾億人口的大國家，發(fā)展與研究微生物肥料更是相當(dāng)重要的，這樣才可以大力發(fā)展農(nóng)業(yè)，取得最終利益。我國已加入 WTO，農(nóng)業(yè)將面臨新的發(fā)展機(jī)遇和空間，農(nóng)副產(chǎn)品出口市場更加廣闊，提高我國農(nóng)產(chǎn)品的國際市場競爭力的重要因素之一是降低農(nóng)產(chǎn)品有毒物質(zhì)的殘留量，而微生物農(nóng)藥將為農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)安全生產(chǎn)和降低有毒物質(zhì)殘留量提供技術(shù)和物質(zhì)保障。微生物油脂(microbial oils) 又稱單細(xì)胞油脂(SCO = single cell oil) ,是由酵母、霉菌、細(xì)菌和藻類等微生物在一定的條件下,利用碳水化合物、碳?xì)浠衔锖推胀ㄓ椭鳛樘荚? 在菌體內(nèi)產(chǎn)生的大量油脂 [2] 。1986 年日本、英國又首先推出含γ2亞麻酸(GLA) 微生物油脂的保健食品、功能性飲料、高級化妝品等。其中國內(nèi)利用微生物生產(chǎn)多不飽和脂肪酸油脂是從上世紀(jì) 80 年代末期開始的。0120 %的γ2亞油酸。接著菌體細(xì)胞分裂速度劇增,以消耗碳氮源為主,并合成積累大量油脂,這個(gè)時(shí)期為油脂積累期。隨著化石資源日益枯竭和世界各國能源供應(yīng)形勢日趨嚴(yán)峻, 微生物油脂的研究技術(shù)在不斷趨向成熟 ,而且將成為新世紀(jì)油脂工業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向,使油脂行業(yè)的加工范圍更加廣闊,并在促進(jìn)人類保健方面、解決人類能源問題中將起著越來越重要的作用。 [1]革蘭氏陰性菌：細(xì)胞壁較薄，厚度為 10nm。據(jù)了解，俄羅斯采用聚合物驅(qū)油，增產(chǎn) 1 噸原油的額外成本是 30 美元，而用本源微生物技術(shù)采油，增產(chǎn) 1 噸原油的額外成本是 5 到 10 美元，我國大慶油田三次采油，增產(chǎn) 1 噸原油的額外成本約為 200 到 300 元，由此可見本源 MEOR 在成本上的優(yōu)勢。2. 新型石油微生物脫硫工藝 [4]石油脫硫是很重要的，含硫量的高低也決定了燃燒后對大氣的污染程度。 在微生物脫硫研究方面，中國科學(xué)院過程工程所已開展多年研究工作。所建立的工藝，廉價(jià)、有效，而且可以大批量培養(yǎng)。微生物發(fā)電未來供電新模式 [7]利用微生物發(fā)電其實(shí)已不新奇，很多國家都已致力于研發(fā)微生物電池，其原理是將微生物產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。這種微生物在反芻消化草等飼料中大量的纖維素過程中，就能夠產(chǎn)生大量的電子。用牛糞制成的燃料充電電池每節(jié)電池能夠產(chǎn)生 300 到 400 毫伏的電能。具體做法是將這種“泥菌”屬微生物放在一個(gè)特別設(shè)計(jì)的燃料電池里，這塊電池的燃料不是氫，而是人類的排泄物。再次發(fā)電的工作環(huán)境要穩(wěn)定，比如不受溫度的變化。汽油、柴油等石油產(chǎn)品，燃燒后排出大量的二氧化硫，是酸雨產(chǎn)生的主要原因之一。植物及其他微生物把硝酸鹽作為氮源。上述治理形勢之所以嚴(yán)峻，關(guān)鍵是缺乏有效、經(jīng)濟(jì)的治理技術(shù)和方法。反硝化作用是指經(jīng)脫氮假單胞菌（Pseudomonasdenitrificans）、脫氮微球菌（Micrococcus denitrificans）等反硝化細(xì)菌把硝酸或亞硝酸轉(zhuǎn)變成氮?dú)舛尫诺淖饔?。由于氨氮氧化過程中需要大量的氧氣，曝氣費(fèi)用成為這種脫氮方式的主要開支（反硝化反應(yīng)速率與溶氧的關(guān)系見圖2 [5]）。試驗(yàn)結(jié)果表明，亞硝酸型脫氮可明顯提高總氮去除效率，氨氮和硝態(tài)氮負(fù)荷可提高近1倍。見圖圖5 [10]每100ml培養(yǎng)基中接種量去出率的關(guān)系接種耗氧反硝化細(xì)菌HS03濃度{∮/ml（100ml）1}NO3ˉ剩余量（c/molL 1 去除率（r/%） 圖 4 培養(yǎng)基中