微生物范文

时间:2023-03-18 00:36:13

微生物

微生物范文第1篇

1.通过“食物品尝会”活动,学会从提出的问题中进行准确的猜想与假设。

2.在教师指导下,学会搜集资料,验证猜想。

3.知道什么是微生物,以及微生物与人类的关系。

二、教学重难点

1.重点:通过“食物品尝会”活动,学会从提出的问题中进行准确的猜想与假设,并进行验证。

2.难点:了解有害微生物是怎样影响我们的生活的。

三、教学准备

1.老师准备:鲜牛奶、酸牛奶、新鲜豆腐、豆腐乳、新鲜蔬菜、泡菜。

2.学生准备:查阅有关微生物的资料。

四、教学过程

(一)激趣导入

1.谈话:今天老师给大家带来了礼物,想看吗?

2.老师从盒子里逐一拿出豆腐乳、酸牛奶、泡菜,“吃过吗?它们是用什么食物加工的?”

3.“想尝一尝这些食物吗?”

(这一环节的目的是激发学生探究的兴趣。)

(二)自主探究

1.食物品尝会

出示要求:(1)尝一尝:看看这些食品在加工前后发生了什么

变化?

(2)想一想:你有什么问题?

(3)说一说:对比品尝后的发现和想知道的问题。

(食品品尝会虽然是本课的导入,出示的食物学生可能经常吃,但很多学生根本没有注意思考与观察,所以“品尝”这一看似简单的活动是能否达到教学目标的关键。通过品尝希望学生能够猜想出:微生物参与了食品加工的过程,同时让学生学会小组合作学习,要

有秩序地品尝,要在品尝的同时仔细认真地观察与思考,体会食物加工前后的一些变化。)

2.猜想与假设

(1)引导提出探究的问题:食物加工前后有什么变化?是什么改变了它们的品质和味道?

(2)学生小组讨论,大胆猜想。

(3)学生汇报,导入课题。

(我在课堂上引导学生对“是什么改变了这些食物的品质和味道”这一问题组织学生大胆猜想,至于学生猜想的是否正确并不关键,只要学生敢于大胆猜想,我就给予鼓励,从而培养学生的自

信心。)

3.搜集资料

(1)怎么知道我们的猜想是否正确呢?

(2)查阅相关资料,小组内相互交流。

(3)小组汇报。

(对课本上的资料卡以及学生课前搜集到的资料进行阅读、理

解并不困难,关键在于学生阅读后能用自己的话说出“是什么改变了它们的品质和味道”这一问题的答案,从而验证各自的猜想。我在课堂上给学生留出充足的时间,让学生从资料中梳理出问题的答案。知道生活中很多地方都有微生物,知道微生物对人类有利也有弊,与人类关系密切。)

(三)拓展延伸

微生物范文第2篇

关键词:药品微生物 食品微生物

新组建的国家食品药品监督管理总局,对生产、流通、消费环节的食品安全和药品的安全性、有效性实施统一监督管理。食品药品检验所的检验人员,由先前的单一药品检验改为食品、药品全部检验。只有发现并掌握二者检验的异同,才能更好的开展检验工作。本文对日常工作中发现的药品微生物限度检查和食品微生物检验的异同,作如下概述。

1.检验标准

1.1药品 《中华人民共和国药典》2010年版 一部/二部 微生物限度检查法。

1.2食品 《中华人民共和国国家标准》食品微生物学检验。

1.3比较 药品标准近些年来五年更新一个版本,为能及时反映当前科学发展水平,通常在新版药典出版之后,下一版药典出版之前出版增补本。食品标准无固定更新周期。

2.实验室环境

2.1药品 微生物限度检查应在环境洁净度10000级下的局部洁净度100级的单向流空气区域内进行。检验全过程必须严格遵守无菌操作,防止再污染,防止污染的措施不得影响供试品中微生物的检出。单向流空气区域、工作台面及环境应定期按《医药工业洁净室(区)悬浮粒子、浮游菌和沉降菌的测试方法》的现行国家标准进行洁净度验证。[1]微生物限度检查应有单独的洁净实验室,每个洁净实验室应有独立的净化空气系统。涉及实验室监控菌株的分离鉴定、样品阳性菌株的分离分析、方法验证中的阳性菌操作等实验活动,应在专门的阳性菌实验室进行。阳性菌操作不得在供试品检验用洁净实验室内进行。[2]

2.2食品 实验室环境不影响检验结果的准确性,布局应采用单方向工作流程,避免交叉污染。实验室内环境的温度、湿度、照度、噪声和洁净度等应符合工作要求。一般样品检验应在洁净区域进行,洁净区域应有明显的标示。病原微生物分离鉴定工作应在二级生物安全实验室进行。[3]

2.3比较 二者对阳性菌和病原微生物的实验室环境都有严格的限制。药品微生物限度检查对环境洁净度、悬浮粒子、浮游菌和沉降菌有明确的要求,而食品没有要求。

3.培养基

3.1药品 药品微生物限度检查用的培养基应进行培养基的适用性检查,计数测定用培养基进行促生长能力的检查,控制菌检查用培养基进行促生长能力、抑制能力及指示能力的检查。

3.2食品 培养基的制备和质量控制按照GB/T 4789.28的规定执行。

3.3比较 培养基质量是影响微生物检验结果的重要环节,药品对培养基有适用性检查,食品对培养基有质量控制。二者计数所用的培养基也有区别,应当引起注意,如药品细菌计数一般用营养琼脂培养基,食品菌落总数测定用平板计数培养基;药品霉菌及酵母菌计数用玫瑰红钠培养基,食品霉菌和酵母计数用孟加拉红培养基。

4.抽(采)样

4.1药品 一般采用随机抽样方法,其抽样量应为检验用量(2个以上最小包装单位)的3-5倍。抽样时,凡发现有异常或可疑的样品,应选取有疑问的样品,机械损伤、明显破裂的包装不得作为样品。凡能从药品、瓶口(外盖内侧及瓶口周围)外观看出长螨、发霉、虫蛀及变质的药品,可直接判为不合格品,无需再抽样检验。

4.2食品 食品的采样应根据检验目的、食品特点、批量、检验方法、微生物的危害程度等确定采样方案。采样方案分为二级和三级采样方案。应采用随机原则进行采样,确保所采集的样品具有代表性。

4.3比较 食品与药品对抽(采)样都有明确的要求。食品的采样更加复杂和严格。不同类型的食品的有不同的采样方案,采样过程遵循无菌操作程序,防止一切可能的外来污染,样品在保存和运输的过程中,应采取必要的措施防止样品中原有微生物的数量变化,保持样品的原有状态。

5.方法验证

5.1药品 当建立产品的微生物限度检查法时,应进行细菌、霉菌及酵母菌计数方法和控制菌检查方法的验证,以确认所采用的方法适合于该产品的检查。若产品的组分或原检验条件发生改变可能影响检验结果时,技术方法应重新验证。

5.2食品 食品标准中没有方法学验证实验的规定。

5.2比较 微生物检验结果易受实验条件的影响,特别是样品中含有对微生物生长有抑制作用组分时,影响尤为突出。进行微生物检验时,应保证在检验条件下的样品浓度不足以抑制污染微生物的生长,确保检验结果的有效和准确。食品微生物检验由于没有引入方法学验证,若加工过程中添加防腐剂等抑制微生物生长的添加剂,可能会影响食品本身所含微生物的检出,对检验结果的准确性产生影响。

6.动物实验

6.1药品 控制菌检查标准中无做动物实验的规定。

6.2食品 某些致病菌的检验需要做动物实验,如:致泻大肠埃希氏菌、肉毒梭菌、椰毒假单胞菌酵米面亚种、单核细胞增生李斯特氏菌。

6.3比较 动物实验对检验者的操作技能要求较高,动物实验的开展对评估致病菌对人体危害具有重要意义。

7.仪器设备

7.1药品 标准中规定生化实验用传统方法。

7.2食品 标准中规定生化实验可用传统方法或全自动微生物生化鉴定系统。

7.3比较 微生物检验中的生化实验对检验者的操作技能要求较高,全自动微生物生化鉴定系统提高了鉴定水平,提升了检验效率和质量。

8.总结

通过对比食品和药品微生物检验各方面,可以发现二者既有相同点又有各自的特点。如药品的方法验证和标准按时更新是食品所没有的,食品的全自动微生物生化检定系统和动物实验是药品所没有的。如果二者在标准制定过程中能相互借鉴,取长补短,二者的检验能更上一个新台阶。作为食品药品检验人员,要掌握二者的异同,以便更好的开展检验工作,保障人民的食品用药安全。

参考文献:

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S].中国医药科技出版社,2010,附录:附录Ⅷ C 79-88.

[2]中国药品生物制品检定所.中国药品检验总所.中国药品检验标准操作规范[M].中国医药科技出版社,2010:351-389.

微生物范文第3篇

[论文摘要]:目前,微生物采油技术引起了微生物学界、石油工业界、石油地质界和地球化学界等相关学科的广泛兴趣和关注。详细介绍微生物采油技术概况,明确分析微生物采油技术概况机理,并探讨其发展方向。

微生物原油采收率技术(microbial enhananced oil recovery,meor)

是利用微生物在油藏中的有益活动,微生物代谢作用及代谢产物作用于油藏残余油,并对原油/岩石/水界面性质的作用,改善原油的流动性,增加低渗透带的渗透率,提高采收率的一项高新生物技术。该项技术的关键是注入的微生物菌种能否在地层条件下生长繁殖和代谢产物能否有效地改善原油的流动性质及液固界面性质。与其它提高采收率技术相比,该技术具有适用范围广、操作简便、投资少、见效快、无污染地层和环境等优点。

一、微生物采油技术概况

1926年,美国科学家mr.beckman提出了细菌采油的设想。1946年zobeu研究了厌氧的硫酸盐还原菌从砂体中释放原油的机理,获得微生物采油第一专利。i.d.shtum(前苏联)及其它国家等学者也分别作了大量的创新性工作,奠定了微生物采油的基础。美国的coty等人首次进行了微生物采油的矿物试验。马来西亚应用微生物采油技术在bokor油田做先导性矿物试验,采油量增加了47%。2002年至2003年,我国张卫艳等在文明寨油田进行了微生物矿场应用,累计增产原油1695t,累计少产水1943t,有效期达10个月。

美国和俄罗斯在微生物驱油研究和应用方面,处于世界领先地位。美国有1000多口井正在利用微生物采油技术增加油田产量,微生物采油项目在降低产水量和增加采油量方面取得了成功。1985年至1994年,俄罗斯在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物,共增产原油13.49x10t,产量增加了10~46%。1988年至1996年,俄罗斯在11个油田44

个注水井组应用本源微生物驱油技术,共增产21x10t。

20世纪60年代我国开始对微生物采油技术进行研究,但发展缓慢。80年代末,大庆油田率先进行了两口井的微生物地下发酵试验(30℃)。大港、胜利、长庆、辽河、新疆等油田与美国micro~bac公司合作,分别进行了单井吞吐试验。1994年开始,大港油田与南开大学合作,成功培育了一系列采油微生物,该微生物以原油和无机盐为营养,具有降低蜡质和胶质含量功能,并在菌种选育与评价、菌剂产品的生产、矿场应用设计施工与检测等诸方面取得了成绩。1996年以来,吉林油田与13本石油公司合作,探究了微生物采油技术在扶余油田东189站的29口井进行的吞吐试验,21口井见效,见效率达70%。2000年底,大庆油田采油厂引进了美国npc公司的耐高温菌种,在y一16井组进行了耐高温微生物驱油提高采收率研究和现场试验,结果表明,采收率达43.41%,增加可采储量1.81×10t,施工后当年增油615.5t。胜利油田罗801区块外源微生物驱油技术现场试验提高采收率2.66%。

二、微生物采油技术机理

(一)微生物采油技术与油田化学剂

在大庆油田开发的各个阶段都会使用不同性质的化学剂,现以大庆油田为例。当大量化学剂进入油藏后,将发生物理变化和化学变化,对微生物采油过程可能产生不同的影响。化学剂既可引起微生物生存环境(渗透压、氧化还原电位、ph值)的改变,又可直接改变生物的生理(呼吸作用、蛋白质、核酸及影响微生物生长的大分子物质的合成)以及影响微生物细胞壁的功能,从而影响微生物的生长,降低采收率。

(二)微生物驱油机理

因为,微生物提高原油采收率作用涉及到复杂的生物、化学和物理过程,除了具有化学驱提高原油采收率的机理外,微生物生命活动本身也具有提高采收率机理。虽然目前的研究不断深入,但仍然无法对微生物采油技术各个细节进行量化描述,据分析,主要包括以下几个方面:

1.原油乳化机理。微生物的代谢产物表面活性剂、有机酸及其它有机溶剂,能降低岩石一油一水系统的界面张力,形成油一水乳状液(水包油),并可以改变岩石表面润湿性、降低原油相对渗透率和粘度,使不可动原油随注入水一起流动[1引。有机酸能溶解岩石基质,提高孔隙度和渗透率,增加原油的流动性,并与钙质岩石产生二氧化碳,提高渗透率。其它溶剂能溶解孔隙中的原油,降低原油粘度。

2.微生物调剖增油机理。微生物代谢生成的生物聚合物与菌体一起形成微生物堵塞,堵塞高渗透层,调整吸水剖面,增大水驱扫油效率,降低水油比,起到宏观和微观的调剖作用,可以有选择地进行封堵,改变水的流向,达到提高采收率的效果。在较大多孔隙中,微生物易增殖,生长繁殖的菌体和代谢物与重金属形成沉淀物,具有高效堵塞作用。

3.生物气增油机理。代谢产生的co、co2、nz、h、ch和c3h等气体,可以提高地层压力,并有效地融入原油中,形成气泡膜,降低原油粘度,并使原油膨胀,带动原油流动,还可以溶解岩石,挤出原油,提高渗透率。

4.中间代谢产物的作用。微生物及中间代谢产物如酶等,可以将石油中长链饱和烃分解为短链烃,降低原油的粘度,并可裂解石蜡,减少石蜡沉积,增加原油的流动性。脱硫脱氮细菌使原油中的硫、氮脱出,降低油水界面张力,改善原油的流动性。

5.界面效应。微生物粘附到岩石表面上而生成沉积膜,改善岩石孔隙壁面的表面性质,使岩石表面附着的油膜更容易脱落,并有利于细菌在孔隙中成活与延伸,扩大驱油面积,提高采收率。

(三)理论研究

1.国内外的数学模型。20世界80年代末,国外的islam、zhang和chang等建立了微生物采油的数学模型并开展了相应的数值模拟研究。zhang模型优于islam模型在于可描述微生物在地层中的活动,却难于现场模拟。chang模型是三维三相五组分,能描述微生物在地层中的行为,不能描述在油藏中的增产机理。

2.物理模拟。物理模拟研究基本上是应用化学驱的物理模型试验装置及试验过程。微生物驱油模型的核心是岩心管部分,其长度影响微生物的生长繁殖。应建立大型岩心模型,使微生物充分繁殖,便于分析研究微生物的驱油效果。通过物理模拟研究微生物驱油法,可获得微生物在岩心中的推进速度及浓度变化,对岩心渗透率的影响等信息。

(四)源微生物的采油工艺

国内油田(大庆等)已进人高含水开发期,是采用内源微生物驱油还是采用外源微生物驱油,要根据具体油藏内的微生物群落进行分析。若具体油藏中内存在有益微生物驱油的微生物群落,宜采用内源微生物驱油工艺,这是目前国内致力于运用最新微生物采油技术。

三、结语

综上所述,在我国油田中,特别是大庆油田,在微生物采油技术具有提高采收率的效果,对大多数的油藏都能充分发挥微生物采油的优势。制约微生物采油技术的主要因素在于油藏中微生物群落结构、现场试验工艺及物理模拟实验的局限性。外源菌种的选育和评价指标、特性,微生物的研究、菌液的生产和矿场试验等方面还需深化。

参考文献:

[1]冯庆贤、郭海莉、倪方天,本源微生物驱油技术研究与应用ej].特种油气藏,2001,18(5):8486.

微生物范文第4篇

关键词:石油 微生物 勘探

一、引言

石油作为重要能源之一已被世界各国广泛使用,由于在石油的开采、储存、运输、加工和石化产品生产等过程中的漏油以及突发性泄油事故致使大量的石油进入环境造成污染。石油污染的危害主要表现在列土壤生态系统的结掏和功能的破坏,严重影响土壤的透气性和渗水性,导致土壤板结。肥力下降;在水体表面形成油膜,致使水中溶氧量急剧下降.造成水生生物的大量死亡,破坏水生生态环境和渔业资源;还可进入地下水系,直接污染地下水源,影响居民用水和农田灌溉;石油中的一些致畸致癌物质还可通过食物链的生物富集作用而直接危害人类健康。

地表勘探法,包括油气微生物勘探技术在油气勘探界一直不为人重视。近几十年来,以“寻找构造与圈闭为目标的地质和地震方法占据了油气勘探的主导市场。”然而20世纪70年代后,随着各个大型含油气盆地相继进行不同程度的普查与勘探,油气勘探形势发生了新的变化,进入了一个困难时期。经济快速发展对油气资源需求量猛增与油气后备储量不足之间的矛盾变得更加突出。

二、微生物勘探技术

为了提高勘探的准确性,在传统勘探方法的基础上,引入了微生物勘探石油的新技术,也叫油气微生物勘探(MPOG),是一种依靠地表微生物进行油气勘探的技术。人们发现油区底土中的重烃含量与季节变化有很大的联系,而季节变化的起因与微生物活动密切相关。在底土中存在着能利用气态烃为碳源的微生物,这些微生物在土壤中的含量和在底土中的烃浓度存在某种对应的关系,因此可用这些微生物作为勘探地下油气田的指标菌。20世纪90年代,人们在微生物勘探领域做了大量研究,有着许多成功的案例。我国也在东北、华北地区的一些油田进行微生物勘探实践。随着微生物培养技术和测定方法的不断改进,微生物勘探石油技术得到迅速发展,准确率不断提高,在实践中得到很好应用。目前它已成为石油勘探中一项重要的技术。

油气微生物勘探技术的兴起正好为克服这种窘境提供了廉价和有效的方法。著名的油气地表勘探专家L.Horvitz1979年在美国第二届非常规勘探方法讨论会上曾说:“在油气勘探发生困难时,所有行之有效的方法,无论是地质方法、地球物理方法或地球化学方法都应采用,并应将这些方法睿智而有效地综合成一套完整而有生命力的勘探体系。”1992年我国勘探地球物理学家陈沪生在讨论发展直接找油气物化谈方法的战略意义时指出:油气勘查现在已处于以找圈闭为主,结合寻找地表物化探异常的阶段,将来有可能发展到以寻找地表物化探异常,结合圈闭评价寻找油气阶段。许多国际石油公司包括Shell、Phillips等石油公司都纷纷支持油气微生物勘探的研究,并将其应用到实际勘探中。

三、微生物勘探技术的应用

近10年油气微生物勘探实践说明,将地表微生物异常与地质和地震资料相结合可以为油气勘探者提供一套更加准确地预测地下油气藏的新技术体系。在国外,油气微生物勘探已经成为一种独立的勘探技术进入油气勘探技术体系中。随着微生物勘探实践经验的积累、分析技术的完善,油气微生物勘探可望在以下几个方面取得突破:

1.可查明与构造圈闭形态不一致的油气分布;对那些宏观受构造控制,但储集空间极不规则的油气藏,可大大提高勘探成功率;

2.可发现更多的非构造圈闭油气藏,并使老油气区出现新的勘探高潮;

3.有可能从定性描述发展到定量计算,为估算资源量和储量提供有效的依据和参数。同时,油气微生物勘探技术正作为油藏表征的新工具从勘探领域延伸到开发领域。

J.Tucker和D.Hitzman研究了几个实例后指出:详细的微生物调查有助于改善油气藏表征。在开采成熟区,采用紧密排列的采样网络来检测微生物异常,并将微生物信息与地质和地球物理资料结合起来,能对现有油区内部署加密井和进行扩边增储提供合理的预测。这无疑增加了油气微生物勘探的生命力和应用范围。何爱翠;微生物降解法处理工业含油废水的研究[D];中南大学;2007年用微生物探勘的原理在于,当地壳下资源(如石油、天然气或者特定矿物)在压力和浓度的双重驱动下,其成分(气体或者矿物)持续地向地表作垂直扩散和运移,土壤中出现以其为养分的专性微生物,改变土壤微生物组成,这种异常的微生物聚集土壤往往可以作为对其下资源的佐证,因而通过微生物探测间接对其下资源进行探勘。其技术基础是细菌对不同营养源异常高的适应性及广泛分布。

目前在石油、天然气部分金属矿产勘查上该技术得到广泛应用。 1991-1992年玻利维亚石油矿藏管理局和美国地质微生物技术公司合作,在玻利维亚安第斯子区进行了为期两年的地表微生物勘探和地球物理测量综合研究,专门对近地表微生物的分布特征与地震探明构造分布区之间的空间关系进行了研究。研究发现,在数个地震探明构造上方,存在微生物高值异常。根据构造的规模及其上方微生物异常强度,开拉斯科与卡塔里两个构造微生物异常最为明显,后来在这两个构造中成功地钻获了油气。开拉斯科构造单井产凝析油量约为110t/d,天然气产量约为1.77×104m3/d;卡塔里构造单井产油量约为76t/d,天然气产量约为1.67×104m3/d。

美国加州梅斯基特金矿区,利用土壤有的蜡状芽孢杆菌寻找金矿已获得成功。蜡状芽孢杆菌孢子密度的增大与已知隐伏浸染型金矿的位量相对应,根据壤中金的含量圈出了地表和深部矿体。

四、结语

微生物范文第5篇

北京协和医学院流行病学教授,北京协和医学院公共卫生学院院长。是国内最早开展健康管理理论研究的学者之一。

人类是微生物的载体,微生物喜欢我们,就让我们活下去;微生物不喜欢我们,就把我们杀死。

我们是朋友?

两年前,我去了瑞典的斯德哥尔摩市,参加了一场诺贝尔生理与医学奖评奖委员会举办的研讨会,主持人的开场白让我一辈子都忘不了。他说:“我们人类是微生物的载体,微生物喜欢我们,就让我们活下去;微生物不喜欢我们,就把我们杀死。”

接下来,第一位诺贝尔生理与医学奖候选人的学术报告让我大开眼界。他的研究就是测量人身上有多少微生物。从口腔、咽喉到食管和胃,从小肠、大肠到,人身上居然有2公斤多微生物。从某种意义上来说,人本身就是细胞和微生物的复合体。因此,想要用杀菌剂和抗生素赶尽杀绝微生物比登天还难。

微生物在没有人类的情况下生活了几十亿年。可以说,没有人类,微生物照样过得很好。但是,没有微生物,人类就没办法活下去。比如,人类如果没有大肠杆菌,就不能吸收维生素K,便会出血不止而死亡。事实告诉我们,大部分微生物对我们是无害的,是我们的朋友。大约1000种微生物中,只有一种会引起我们生病、损害我们的健康、威胁我们的生命。

逼友为敌

引起我们生病的微生物,大多数开始和我们也是“井水不犯河水”的。由于人类最近几千年的无知行为,在某种意义上来说也就是逼友为敌,微生物引起的传染病才成为我们的噩梦。几百万年来,采集和打猎的生活方式决定了人类过的是“打一枪换一个地方”的生活,人和微生物相安无事。大约1万年前到2千年前这段时间里,人类先后进入农业社会,从食物的采集者变成食物的生产者。定居和大规模群居必然要破坏自然生态系统,美其名曰“改造环境”。

在文明的名义下,人类无节制地消费,肆无忌惮地破坏环境,侵入微生物的领地。于是,地球上资格远比人类老、数量远比人类多的微生物不得不调整自己的适应能力和寄生对象。为了维护自己的利益,微生物一改与人类“老死不相往来”的作风,开始“亲近”人类。研究发现,66%的传染病是从动物身上传播过来的。微生物就是通过动物,引起人类传染病流行。流行的结果是无数生命的代价。

化敌为友,首固正气

对于传染病,我们一直是“知其然,不知其所以然”,不明白传染病究竟是怎么回事。人们普遍认为,传染病的发生是恶魔钻进了人的身体。“千村薜荔人遗矢,万户萧疏鬼唱歌”的局面延续了几千年。十九世纪末,人们终于找到了预防和控制传染病的方法,开始了漫长的斗争与和解之路。静下心来审视历史与现实,我们应该能明白,理性地认识传染病、认识微生物,尊重和保护自然,提倡健康的生活方式,与微生物为友,才是应对频频爆发的传染病的科学之道。

微生物范文第6篇

微生物采油技术是向油藏或井底注入微生物或刺激油藏中能生存的微生物来改善油藏地质条件, 提高原油采收率的过程, 简称MEOR。近年来, 微生物采油技术作为一项新技术受到国内外油田的普遍重视并开始应用于稠油开采。

现今世界许多大油田都先后进入了开发后期,一次和二次采油通常只能采出地质储量的30%左右,三次采油已成为油田开采研究的主要方面。传统的热驱、化学驱、气驱费用昂贵,同时对环境有一定程度的污染,1926年美国人贝克曼Beckman提出将微生物注入油层提高采收率这一设想;1943-1953年间,就微生物对石油成因的作用和原油成分的作用进行系统研究。半个多世纪前,美国微生物学家Zboell首先提出微生物降解原油理论,并申请专利。基于该理论,各国科学家进行了大量的利用微生物提高原油采收率的理论研究和矿场试验,1973年西方第一次石油危机之后,微生物采油技术这种以其相对较低的成本、较高的采收率、无环境问题等优点受到世界石油工业的关注。

利用微生物采油(Microbial Enhanced Oil Recovery,MEOR)是目前最有发展前景的一项采油技术,与其它提高采收率的方法相比,具有以下几个优点:

(1)降低施工成本。该项技术所需的设备少,可以方便地利用常规设备。一般不需要增添井场设备,尤其是有些微生物可以将石油直接作为其主要的营养源,这更有利于降低生产成本。

(2)施工简单,操作方便。

(3)微生物采油技术适用于开采各种类型的原油,尤其对稠油藏而言,微生物采油技术在经济上更具有吸引力,而且增产效果持续时间长。

(4)微生物采油技术不污染环境,不损坏地层,并且可以在同一口井中反复应用。

微生物采油是技术含量较高的一种提高采收率技术,不但包括微生物在油层中的生长、繁殖和代谢等生物化学过程,而且包括微生物菌体、微生物营养液、微生物代谢产物在油层中的运移,以及与岩石、油气、水相互作用导致复杂的提高采收率机理和驱油机理。微生物采油技术分为地面法和油层法两类。

地面法是在地面上建立发酵反应罐,为微生物提供必须的营养物质,通过微生物代谢作用产生生物产物,再将生物产物注入地层,从而达到提高采收率的目的。这种方法的优点是发酵在地面上进行,所以微生物的生长和代谢活动不受地层条件的影响。微生物种类也不受限制,好氧菌和兼性厌氧菌培养更为方便。

地面法又以微生物产物的不同分为两种。第一类生物产物是生物表面活性剂,第二类生物产物是生物聚合物。

(1)生物表面活性剂驱油

生物表面活性剂很容易溶解在地层水和注入水中,在油水界面上具有较高的表面活性,可稳定或降低油层的界面张力,促进乳化作用,增大水驱的接触面积。同时油水处在低的界面张力下,会产生油包细微小水珠的乳化液,使油的体积膨胀,流动性大大增强。能很好的润湿含油岩石的表面,能从岩石表面洗掉油膜,分散原油的能力强,在固体表面上的吸附量少,驱油能力强。

(2)生物聚合物驱油

可产生生物聚合物作为油田化学剂的微生物有:甘蓝病病黄单胞菌、假单胞菌属、棕色固氮菌、塔希提欧氏植病杆菌、印度产粘固氮菌、粘质甲基单胞菌、肠膜状明串珠菌、乙酸钙不动杆菌等。

油层法是将微生物注入地层,使其在油层中生长并产生各种代谢产物,只需供给微生物足够的营养物质,代谢产物的生产速度就会大于微生物降解的速度。

地面法采油中,微生物生产的生物化学剂注入地层后会受到地层中固有微生物的降解而逐渐失去其原有的特性。相比之下,油层法具有原有增产效果持续时间长而生产成本低的优点。但是,受油藏生产条件的影响,油层法对菌种的选择则要苛刻得多,要求所筛选的微生物须耐高温、厌氧生长等。

可是,一旦筛选出合适的适应油藏条件的菌株应用于油层,则无论从生产设备到增产效果都优于地面法。

微生物采油技术已被认为是一种很有潜力的有效方法,尤其是对于那些常规方法难以开采得油田。现有大量资料可以表明MEOR法的可行性及多样性。目前世界范围内已有大量油井及许多油田进行了微生物增产处理。

(1)沙特阿拉伯国家科学家研究了内源微生物的生长对水的粘度、pH值和油水界面张力的影响。通过驱替实验研究了营养物的浓度、培养温度和碳酸盐含量对水驱残余油采收率的影响。结果表明:地层水和原油中的原生微生物群落能够被营养物糖蜜激活,产生生物表面活性剂、酸、聚合物和气体。

(2)前苏联国家科学院从60年代就开始从事微生物采油技术的研究,并且进行了量的现场试验,尤其是近20年发展起来的内源微生物驱油技术,己在现场见到了非常好的效果。1994年,俄罗斯西伯利亚的Vyngapour油田用注入营养物质激活地下原生细菌,进行了内源微生物驱油矿场试验,在含水98%-99%的基础上,采收率平均提高10%。

(3)美国科学家Brown等在North Blowhom Creek Unit油田通过注入氮、磷等营养激活剂进行内源微生物区块深部调副和选择性封堵,可使油田经济寿命延长5-11年。美国Hallisurton能源服务公司从意大利的武尔卡诺海滨的热喷泉中分离得到一株耐高温微生物,加入该公司已获专利的压裂液中,压裂液在高压下将岩层压出裂缝,该菌株使石油中烃分解,降低油粘度,从而使油流出裂缝,这项技术己应用于油田采油。

(4)已经用于生产的菌种,捷克斯洛伐克油田使用硫酸盐还原细菌(SRB),它可以降解正烷烃和烷基苯,美国、荷兰等国家则采用乙酞丁醇梭状芽抱杆菌、葡萄糖-β球菌等。

(5)菲力浦石油公司在俄克拉荷马州Osgae县进行了用微生物改善渗透率的现场先导试验,向油藏中依次注入各种特殊的营养物质激活油藏中原有的细菌,成功增产9%。

我国在MEOR技术方面的研究起步较晚,70年代开始着手进行研究,80年代进行了大量室内实验。90年代初,先后从美国、加拿大引进微生物产品和微生物技术,进行了现场试验。其中吉林扶余油田,用注入微生物处理原油后,粘度降低了8.2%,平均增产20.4%。雷光伦等[17]由油田地层水及原油中分离出短杆菌、球菌,在实验室条件下,对石蜡、胶质降解能力较强,C19以上重组分含量降低10%-40%,原油粘度降低10%-50%。梁凤来等由大港油田油水样中分离出假单胞菌GD-23,它可以原油为碳源生长,呈杆状,革兰氏阴性,无芽抱,单端极生鞭毛运动,兼性厌氧,产生能乳化原油的表面活性物质。乐建军等[27]筛选出假单胞菌Su5-2,小杆状,严格好氧,可以降解C16-C35正烷组分。郝瑞霞等从胜利油田分离出枯草芽抱杆菌(Bacillus subtilis)SP4,呈杆状,革兰氏阳性,兼性厌氧,生芽抱,侧生鞭毛,对芳烃、非烃、沥青质等重质组分降解转化效果好,沥青质含量降低幅度可达26.82%。张廷生等筛选出了芽抱杆菌、球菌、杆菌等菌株,对含沥青质、胶质的稠油降解效果较好,原油可降粘达30.41%。大庆油田[30]用假单胞杆菌、野油菜花黄单胞杆菌、地衣芽抱杆菌配伍,室内实验提高采收率34.4%。

纵观国内外研究概况,国外关于MEOR术的研究比较成熟,微生物采油MEOR技术己在许多油田的三次采油过程中取得了可观的经济效益。并己大面积进行了现场应用。国内的发展相对落后,目前的成果大多还处于室内实验阶段,除大港油田等极少数的油田外,绝大多数油田都是从国外购买菌种。

微生物范文第7篇

在 1907 年,瑞典化学家斯凡特·阿列纽斯提出了一个奇妙的想法:把地球上的微生物用特殊的方式,比如恒星光压(即辐射压,电磁辐射对所有暴露其下的物体表面所施加的压力。)推动抛到遥远的太空里,如果它们遇到了合适的环境,说不准就能在那里存活下来,并进化出高智慧生命。一些科学家推测,地球上的生命就是 40 亿年前由彗星带来的微生物孢子进化而来的。

最近,美国弗吉尼亚联邦大学的迈克尔·毛特纳发展了这个设想。

他认为,光帆太空船可以成为人类播撒生命种子的理想工具,装着微生物的太空船可以在光帆的推动下飘向遥远的行星。

乘坐神奇的光帆太空船

德国天文学家开普勒最早提出了依靠阳光的力量遨游太空的设想,英国物理学家麦克斯韦的光压理论证明了这个想法的可行性。根据光压理论,光照射到物体表面时,会对物体施加一定的压力,如果航天器上有一张面积足够大的帆,它就会在阳光的照射下对航天器产生一定的推力。由于航天器处于失重状态,又无空气阻力,所以,尽管这个推力很小,也可以加速前进,而且,这样的加速会一直持续下去,最终达到极高的速度。 科学家认为,一旦技术成熟,这种既高效又节能的航天器将成为星际旅行的最理想选择。

这些年来,许多国家都进行过光帆太空船的实验,比较成功的是日本的“伊卡洛斯”光帆太空船,它成功地利用太阳光压在太空飞行中实现了变速。毛特纳估计,若能在尽可能地靠近太阳后再展开光帆太空船的帆,它的速度就能达到每秒 150 千米。

首批“微生物太空开拓者”的目标应该是那些类似地球的石质行星。它们年轻、温度适中,又处在离中心恒星不近不远的宜居带上。我们可以让太空船进入这种行星的轨道,然后让太空船将数百万个装载着微生物的“小太空舱”播撒在轨道上。

“在太空中发射出几十亿个太空船, 总会有一些抵达目的地。每个太空船装有 10 万个 40 微米大小的小太空舱,里面装上冻干的微生物,后面拖着一个小于 4毫米的小帆。 有这么多小太空舱,就算有很多会被撞毁,但总有几个可能降落到适合生命存在的行星上。”毛特纳说。

当太空船抵达目标位置时,可以通过控制光帆完成减速。不过,这操作起来很难,如果没有成熟的主动制导系统,事情就很麻烦。更麻烦的是,前往系外行星的旅行极为漫长,主动制导系统能够持续工作几万年吗?

如果目标位于一个被气体和尘埃包围着的年轻恒星的周围,着陆会不会容易一些?距离地球63 光年之外的绘架座β星,年龄只有 1200 万年,其外侧存在一个尘埃状碎片盘。若针对这个碎片盘播撒微生物,似乎会简单一些。当这些装有生命种子的小太空舱到达目的地后,恒星系统中的尘埃状碎片盘会迫使小太空舱减速,其中的一些便会最终降落到盘中可能存在的行星表面。

躲过危险的宇宙辐射

这趟旅行非常漫长,太空船即使以每秒 150 千米的速度前往绘架座β星,它在路上的时间也不会少于 12 万年,那些微生物乘客能在太空中存活这么长时间吗?或许可以用生命力最顽强的冻干微生物试试。这种微生物是一种特殊的休眠体,有极强的耐受性,通常可以在实验室里存活很长时间,有些甚至能在极端条件下形成内生孢子。有科学家发现了一种孢子,它在琥珀中休眠了 4000 万年。在美国新墨西哥州一个山洞里的盐晶体中,有一种内生孢子,据说已存活了2.5亿年!

2哈勃望远镜拍摄的绘驾座β星主要岩屑盘和第二层屑盘影像

不过,这些极端环境总不同于太空,太空中活跃的光子和带电粒子能击碎生命体中的 DNA。就目前所知的情况判断,太空中的微生物仅能存活几年。不过,英国伦敦大学的科学家刘易

斯·达内尔认为事情并非没有转机。他在研究微生物在火星上存活的可能性。他认为,如果在每个小太空舱中都放进足够多的微生物,总会有一些能幸存下来。他估计,如果采用简单的防护措施,100 万年后,大约百万分之一的冻干微生物依然活着;而按照毛特纳对光帆太空船旅行速度的估计,光帆太空船在 100 万年内可以航行 500 光年。

最新的研究还显示,即使那些微小的太空乘客真的没能活着到达目的地,它们依然能够完成传播地球生命的使命。加拿大亨茨伯格天体物理研究院的科学家保罗·韦森提出了一种名为“死亡胚种论”的新理论。这位科学家认为,即使太空中的微生物已经死去,DNA 只剩下一些片段和生物分子,它们依然能进行自我重建。韦森指出,死亡的有机物质会在一个环境适宜的新地方逐渐复苏。地球上的生命很有可能就是由这种已经死亡的微生物有机体带来的。它们搭乘彗星来到地球,在旅途中,那些微生物事实上早就被宇宙射线杀死了;但到了地球后,它们又 “死而复生” ,进化出了生机勃勃的地球生命。

即使这种“死而复生”的理论不能成立,科学家也有办法使微生物的 DNA 不至于完全被破坏。他们可以不时地“唤醒”那些沉睡的“乘客”,使它们的DNA 在完全遭受损害之前得到修复。只是这个办法很复杂,需要更大的航天器,估计多半难以实现。人类只能选择相对便宜且不太费事的方式实施这种计划,不能为一个几十亿年后才可能有结果的计划投入大量金钱。

艰难的着陆

事实上,难题还有一些,例如,即使是让太空船准确地“命中”离我们最近的系外行星系统,也有很大困难。可能需要在计划实施前花几十年时间发射一组太空望远镜阵列,对其进行精密的观测。美国航空航天局推进装置物理学家马克·米利斯说:“命中星际目标是很难的,若使用的只是被动的航天系统,没有主动导航的能力,那肯定就更难了。”

只能寻找更大的目标,例如心宿增四星云,它是一个恒星形成区,离我们 500 光年,这是一个大目标,命中它没有问题。只是,这样一来,和前往单个行星或正在形成行星的“圆盘”相比,“小太空舱”的数量就需要增加数百万倍,而且,它们到达那片星云需要飘几百万年。这样的旅行还需要提高速度,才能大大降低微生物遭受宇宙射线伤害的程度,但要达到这个目的,仅靠太阳光就不行了。有人提出,在地球轨道上设置一些大型激光发射装置,让激光推动光帆达到理想的速度,同时提高目标命中率,若还能同时使用一些先进的机器人实施导航,那这些微生物乘客抵达它们新家的旅程就更有保障了。

微生物的星际首航看上去更像是一场灾难。在漫长的旅途中,大多数微生物被宇宙射线杀死了,少数幸运地活下来的微生物坠落在一个荒凉而贫瘠的星球上,又被异域的空气杀死了一部分,而另一些则在接下来的日子里死于极端的温度和严酷的干旱。

也许,有一些能存活下来,它们开始分裂和复制,在另一个“太阳”的照耀下繁殖它们的后代。那些后代逐渐改变和适应它们的新家,蔓延到整个星球并且进化出新的生命形态。

我们有权力这样做吗?

人类有权力将地球上的微生物播撒到别的世界吗?若那个世界已经有了它们自己的生命,人类的“微生物殖民者”就可能打乱它们的生命进化过程,甚至将那里的生物消灭掉。

英国天体生物学家巴里·迪格雷里奥质问道:“想想我们自己吧,假若有另外一个星球的文明将它们的微生物直接发送到地球上,破坏了地球生物圈的正常发展,我们会作何感想?”所以,在人类还不能肯定这些微生物不会伤害到目的地的本地生物时,不应该贸然实施这样的计划,除非地球生命即将毁灭。

对于迪格雷里奥的担忧,有些人不以为然。他们认为,本地生物总是处于强势的,外来的地球微生物不会在与本地生物的竞争中取得优势,对其本土生命的影响是微弱的。

在实施这种计划之前,在其他星球上寻找生命迹象是一个相对安全的措施。虽然这种寻找并不能告诉我们某个行星的生命已经发展到了什么样的程度,却能让我们知道那里的生物圈是否已经形成。假如答案是否定的,那就表明生命并没有在那样的地方迈出它们的第一步,人类派出的“微生物殖民者”便可能是受欢迎的。

现在,有很多科学家同意卡尔·萨根在 1966 年提出的一种猜测。萨根认为,在几十亿年以前,宇宙中的另外一个文明产生了和今天的我们相同的想法,并且成功实施了那个想法,那就是将它们的“生命种子”播撒在银河系里。那些种子至少在一个星球上获得了成功,那就是地球,它们是一切地球生命的祖先。

微生物范文第8篇

1.染色技术

染色技术则是对微生物细胞进行染色后,对微生物进行观察检测的一种技术,不过由于染色后微生物标准基本是死的,其形态和结构会在染色过程中发生一定变化,无法切实反应出活细胞的真实情况,因此通常只作为辅助检测手段。在实际操作中,整个流程也较为繁琐,染色、脱色都需要严格控制,否则将会影响检测结果的准确性。

2.分离纯化技术

自然环境中的微生物通常是杂居混生的,在微生物检测中需要对混生微生物群体进行分离纯化,以对纯微生物进行检测的技术,分离纯化技术常用于菌种鉴定中,分离纯化技术是微生物检测的一项重要技术,是微生物检测的重要基础。

3.其它技术

在微生物常规检测中,通常对微生物进行形态结构、培养特性方面的观察,再利用化学反应来测定微生物的代谢物,以鉴别一些形态和其它方面不易区别的微生物,以更好的进行微生物分类鉴定。近年来,在环境监测中,微生物检测技术运用方法较为广泛,如运用细菌总数和粪便污染指示菌监测水质,运用发光细菌检测环境有毒物质,运用水中藻类生长量监测水质或物质霉性等等,这些方法都已经有了较为成熟的操作手段和检验标准,具有较强的实践价值。

二、环境监测中常用微生物检测技术

1.微生物群落监测

微生物群落监测是一种较为经济、快速、有效的微生物检测方法,被广泛应用于各种废水、土壤、空气监测中。如重金属、农业、石油、化工、冶炼、食品加工、制药、绵纺、化肥、生活污水等方面,即大量运用了微生物群落监测技术。由于环境污染物的含量会随着时间变化而变化,会随着其它环境条件的变化而且变化,因此对一定区域内的微生物群落进行监测,能更好的将一定时间范围内环境污染的变化情况、环境污染历史情况更好的描述出来。目前,急需运用现代微生物群落监测技术,对微生物群落的群落生态、个体生态进行监测,对微生物进行毒性测定、致突变测定,对微生物进行生理、生化指标测定等等。

2.环境污染细菌学监测

环境污染对硅藻生物、丛生植物等生物的影响较为明显,对细菌等异养生物的影响不太生长感。不过环境污染依然会对细菌等异养生物造成巨大的影响,在环境监测中进行细菌学监测,也能获得丰富的数据。在实际环境监测中,通常会利用检验细菌总数的方法,来间接判断环境污染程度,为水污染、土壤污染提供细菌学指标,如通过检验总大肠菌群、烘大肠菌群、粪链球菌、肠道病毒等,能有效判断出水的卫生学质量。虽然空气并非是菌群生长繁殖的天然环境,不存在固定的菌落群,但随着土壤、水、人体等进入空气中,依然可以对空气中的菌落群进行检测以获得环境污染的监测数据。在空气污染监测中,也可以通过对细菌的分布、生长状况、变异特性、生理生化指标、细菌群落系统变化等来研究空气污染情况,测定空气中的污染物毒性。包括如敏感菌群的消失、抗性强菌群的保留和发展、菌群个体的发育状况、菌群适应性的变化、菌群生化反应等等。

3.微生物毒理学监测及其它检测技术

环境污染物除了对人体、动植物造成影响外,对微生物也会造成影响,通过监测微生物对环境污染物的生物效应,进行污染物毒理性质、作用机理、损坏现象等检测,用以探明环境污染物对微生物造成的影响,把握环境中污染物各项指标情况,为环境监测提供早期敏感性指标,判断环境状况和寻求治理路径。此外,还有其它一些近两年得到迅速发展的微生物检测技术,如生物传感器技术、PCR技术、酶免疫技术、核酸探针技术等。生物传感器技术利用微生物传感器,如甲烷生物传感器、氨生物传感器、菌浓度检测器等对环境进行自动、连续检测,能准确及时的获取环境污染信息,具有极高的时效性和灵敏度。PCR技术利用微生物异性DN段,对微生物进行序列分析、基因克隆等获取环境污染信息。

三、微生物检测技术和化学、物理分析法的对比

传统的化学、物理检测方法大多集中针对环境污染物的性质、来源、含量、分布状态等进行检测,所需仪器和设备通常较为复杂,并且部分检测方法存在缺陷,如重量法在环境污染物浓度较低时会产生较大误差,容量法虽然操作方法但灵敏度不高,光学分析法多适用于水和液体试样的分析,在实际应用中,这些方法存在不少不足和缺陷,无法较全面的把握环境污染数据。

微生物检测技术针对微生物对环境污染或环境变化的反应进行监测,所需仪器设备相对物理、化学检测更易操作,且样本受污染影响较小,具有较高的灵敏度、可靠性、稳定性、实时性,并能广泛应用于各种环境的监测之中,从生物学的角度反应出环境污染的情况和历史背景,获取丰富的数据。

微生物范文第9篇

解析 本题以代谢流程图的形式表述酶活性调节的机制,重点考查读解图示信息的能力。当细胞中E和G过高时,将分别反馈抑制CD和CF过程,导致C积累,从而抑制AB过程,故AH过程加快,成为优势反应。

答案 C

例2 在用葡萄糖和乳糖作碳源的培养基上培养大肠杆菌,大肠杆菌的生长曲线(a~e为生长时期)、以及培养液中葡萄糖和乳糖的含量变化曲线如下图所示。有关叙述不正确的是( )

A.分解葡萄糖的酶是组成酶,分解乳糖的酶是诱导酶

B.a、c期菌体代谢活跃,体积增长较快

C.b期和d期大肠杆菌的繁殖速率大致相同

D.e期大肠杆菌出现多种形态,甚至畸形

解析 本题以数据分析图的形式重点考察微生物代谢调节和种群数量变化,据图分析,葡萄糖和乳糖共同作碳源培养大肠杆菌,开始时,大肠杆菌只能用葡萄糖,不能利用乳糖,只有当葡萄糖被消耗完毕后,大肠杆菌才开始利用乳糖。e是它的稳定期,不是衰亡期。所以,e期大肠杆菌不会出现多种形态,甚至畸形。

答案 D

答案 A

例4 苹果醋是指以苹果汁经发酵而成的苹果原醋、再兑以苹果汁等原料而成的饮品。既有淡淡的醋味,又有果汁的香甜,喝起来非常爽口。下图是苹果醋的制作简图,据图回答:

1.关于代谢产物,下列说法正确的是( )

A.氨基酸、核苷酸、维生素、激素都属于初级代谢产物

B.不同种类的微生物细胞中,初级代谢产物的种类是不同的

C.不同种类的微生物细胞中,次级代谢产物的种类是相同的

D.次级代谢产物并非是微生物生长和繁殖所必需的

2.实验一:把固氮菌培养在含15N2的空气中,细菌迅速固定氮元素,短期内细菌细胞内谷氨酸便出现大量的15N; 实验二:如果把细菌培养在15N的培养基中,固氮能力立即停止,但吸入的氨基氮迅速转入谷氨酸中。由此推出,固氮的最初产物是( )

A.NH3 B.NO

C.HNO3、HNO2 D.氨基酸

3.与缩短调整期长短有关的因素中,最全的一组是( )

①用与菌种相同的培养基;②营养丰富的培养基;③稳定期获得的菌种;④对数期获得的菌种;⑤接种时间提前;⑥接种量加大;⑦接种量减少;⑧接种种类加大。

A.①③⑤⑦ B.②③⑤⑦

C.①④⑥ D.②④⑤⑥⑧

4.某人利用乳酸菌制作泡菜,因操作不当泡菜腐烂。下列原因:①罐口密闭缺氧,抑制了微生物的生长繁殖;②罐口密闭不严,氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖;③罐口密闭不严,氧气抑制了其他微生物的生长和繁殖;④罐口密闭不严,促进了需氧腐生菌的生长和繁殖。其中正确的是( )

A.①③ B.②④ C.②③ D.①④

5.下列微生物的产物中,没有菌种特异性的一组是( )

A.氨基酸、核苷酸、多糖、色素

B.多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸

C.核苷酸、多糖、维生素、毒素、抗生素

微生物范文第10篇

对此,业内水环境治理专家强调,“水是生态环境中的一员,水污染的治理不能仅停留在简单的截污、绿化上面,还应当同整个水环境的恢复和改善紧密结合起来。”

水质反复为哪般?

去年6月,广州市环保局在官方网站上公布了首批50条河涌5月份的水质监测信息。监测信息显示,广州中心城区的31条河涌中仅有荔湾区的大沙河达标。50条河涌的达标率只有22%,且多集中在郊区。

事实上,早在2009年初,广州市政府便定下计划表,承诺至2010年6月底,共投入486.15亿元进行污水治理和河涌综合整治工程,整治工程平均1天吞入资金1亿元。但如今三年过去,整治结果却令人大跌眼镜。此前投入10亿元治理,被广州当做样板工程的东濠涌,亦尴尬地处于劣五类水之列。

淡水河、石马河(以下简称“两河”)的环境污染治理工作一直是广东省水污染防治的重点。2008年,广东省人大常委会相继将“两河”整治工作列入重点督办,加快深、莞、惠三市对河流污染的整治进程,开展了河涌整治、工业污染源治理、生活污水处理、两岸环境美化等一系列措施。经过5年联合综合整治,到2012年底,淡水河水质达到了阶段性目标,石马河水质显著改善。

不过,前不久在广东省人大常委会组织的“两河”流域实地调研时却发现,“一些支流景观做得很不错,但是污水黑臭,形成了强烈反差。” 广东省环境监测中心的监测数据也显示,2013年“两河”部分河涌水质出现反弹。

投入巨资、花费大量人力和物力时间的水环境整治,为何结果总不尽人意呢?“在目前的社会环境和经济条件下,截污、清淤和调水补水这种‘老三样’的治理模式还不能根本消除河道污染、消除黑臭。”广州市振鸿科展环保科技有限公司高级工程师黎赓桓指出。

很多地方治水主要搞两边绿化、硬化,河道非常漂亮,但是并没有考虑水怎么变清的问题。另一方面,专家也提到,面对几十年积累的严重污染,短期内实施高强度、大规模的治水工作,往往只是治标不治本。

利用微生物或为治理良策

面对传统治水方式出现的尴尬局面,很多地方纷纷推陈出新,希望能够寻找到一条行之有效的道路。

2009年,南京市鼓楼区率先实施了微纳米气泡治污法。这种治污方法是通过在水下安装一个微纳米气泡机,气泡机在河道中发出一个个微米纳米级的小气泡,气泡在水里“畅游”直至破灭。气泡在这个“畅游”过程中能够和污染物结合生成CO2、N2和水。然而,使用这种方法,每800米的河段就要花去320万元,这只能作为一个补充治理措施。如果分流工程没有全部完成,污水直接进入河道,治污效果还会大打折扣。鼓楼区临河居住的市民就指出,这个河道尽管治理了,但黑臭依旧。

而一直让人们津津乐道的植物治污,结果又是怎样的呢?秦淮河复成河就是采用植物治污方法来净化水体,但是附近居民却表明,虽然河面上种了美人蕉、鸢尾草,看起来是漂亮了很多,但感觉这些对水体净化没有起到多大的作用,河面还是时不时飘来一些臭味。而且垃圾进入这些植物里就很难被冲出来,后来这些被植物撤除了反而感觉水更干净些。对于这种植物治污法,南京师范大学的湿地专家则表示,也许治污效果远不及景观效果,而且要想让水变清,还需要其他治理方式来搭配。

生物膜法是目前污水处理中较为热门的技术,生物膜上栖息着大量的细菌和真菌类微生物及原生动物。当污水进入滤池,通过滤料表面时,生物膜大量地吸附水中各种有机物,伴随着氧气的溶入,膜上的微生物将有机物分解,其代谢产物随水流走,产生的CO2等气体从水中逸出进入大气中,从而使污水得到净化。不过,当生物膜长到一定厚度时,老化的生物膜活性会降低并脱落,所以生物膜并不是永久的,而是不断地形成,不断地脱落,要不断地更新着。这样的治水方法效果比较理想,但其后期维护费用是相当高的。

事实上,有业内人士就曾提到,按照生态学的方法,治理河道有两点很重要,首先要让水体中有足够的溶解氧,其次就是要有生物载体,能够让各种微生物附着,这些微生物进行新陈代谢作用,吸附、消化、分解污水中的有机和无机污染物,这样出来的水就相对干净了。

根据这一原理,国外一些国家将微生物运用到了治水工作中,实现了水质的不断净化、水生态基本能恢复如初。因为微生物对有机化合物有着强大的分解能力,这些“天然的环境卫士”以污染物为食,像碳水化合物类污染物、蛋白质类污染物,都能被各种微生物分解,为它们的生长繁殖提供能量。

专家指出,微生物的体积小,但相对来说,表面积却很大,繁殖力亦是惊人,能不断与周围环境快速进行物质交换。污水具备微生物生长繁殖的条件,微生物能从污水中获取养分,同时降解和利用有害物质,从而使污水得到净化。这样的技术不仅能带来经济效益,更重要的是,它不会对湖泊造成二次污染。

“土著”微生物为河道减负

2009年4月,一个工程项目在南涌一段约500米的水域进行,经过3个月的治理,南涌这段水域基本消除了黑臭,水质也得到明显改善,顺利通过广州市荔湾区环保局的验收。该项工程就是采用原位生物(生态)综合治理修复技术进行治污,这项工程的成功验收,使得南涌成为了当时的一条“样板河”。负责这一项目的广州市振鸿科展环保科技有限公司负责人向笔者透露,这种原位生物(生态)综合治理修复技术是在河涌的基础上,通过曝气设备及生物巢,发挥多种“土著”微生物的协同、消解等作用,控制和消除河涌外源和内源污染,为河道“减负”。

原位生物(生态)综合治理修复技术,是一种适用于河道消淤和水生生态修复的微生物技术。这一技术在传统治水的基础上,将人工选育出来的高效降解“土著”微生物投入河流、湖泊中,结合增氧富氧技术,形成高效微生物降解体系,快速削减受污染的河流、湖泊中的污染物,使水质快速改善,迅速消除黑臭现象,重建河流、湖泊良性生态平衡。

该工程的技术总监黎赓恒提到,河道污染严重、河底淤泥大量沉积、有机污染物及过剩的营养物质是造成河道黑臭的直接原因之一。因此,利用“土著”微生物分解污染物,恢复水生生态可能成为未来治水的一个发展方向。

业内人士指出,与其他同类技术相比,原位生物(生态)综合治理修复技术更强调原位治理,主要是从河流、湖泊里提取“土著”微生物进行筛选培育,其中活性微生物浓度最高可达到2000亿个/ml,为目前国内最高水平,利用“土著”微生物为主的治理也可避免外来物种入侵,保证生态安全。

在采用微生物开展的生态修复过程中,水体的生物种群会逐渐丰富起来,形成复杂的食物链。在水体生物群落中,多种生物相互影响、自动调节,并趋向生态平衡。也就是说,原位生物(生态)综合治理修复技术是在治理期间通过调控改变了水体中微生物的种群结构和数量,加快了水体污染物削减的速度,使水体环境健康起来、重建生态平衡、逐步提高水体自净能力。

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