微生物与环境保护

微生物及其产物不仅在农业生产中大显身手，在环境保护方面，微生物同样功不可灭。人类的活动，特别是近代的所谓的工业文明给地球生态系统带来了严重的环境污染。人们往往只知道一味地去追求财富，掠夺资源，不惜以牺牲环境作为代价去满足那无穷的物欲，其结果是环境日益恶化，终于到了危及人类自身生存的地步，这时才惊呼：大气层的臭氧层开洞了！全球气温在变暖！地球上生物物种在急剧消失！全球沙漠化日益严重！水资源在日见匮乏！……警钟长鸣，人类震惊了！环境污染真的到了如此严重的地步了？！的确，我们生存的环境已到了非治理不可的地步了。
     科学家估计，人类创造的财富将不抵环境治理所需的开销，而且，有些生态的破坏已不可复原，人类在征服自然方面显然是打了一个败仗，人类的发展同环境的保护应该是统一的，这应该是全人类的共识。然而，很遗憾，许多人根本没有意识到这一点。人类老是在先污染后治整的这样一个怪圈中反复着。环境污染，生态遭破坏由来已久，可以说自有人类的活动开始，就有环境污染和生态破坏的问题了，只是到了近代资本主义发展而带来掠夺式的资源开发，才使得环境恶化日趋严重，环境问题才逐渐摆到人们的面前。污染事件带来的危害让人记忆犹新。本世纪40年代初期，美国洛杉矶市由于250多万辆汽车大量排放尾气，尾气在日光作用下形成以臭氧为主的光化学烟雾，致使成千上万人出现胸闷、头痛、呼吸困难，许多人死去。这就是著名的洛杉矶光化学烟雾事件。1952年12月英国伦敦上空烟雾迷漫，4000多人在烟雾中患心脏病和呼吸道炎而死亡。这就是伦敦烟雾事件。1953年，日本熊本县水俣市，因一甲酸厂排放甲基汞等有毒物质，这些物质在鱼类中富集，结果人吃鱼而中毒。
     到 1979年为止，日本水俣市发生水俣病2000多人，死400多人，造成水俣病事件。1968年3月，日本九洲、爱知县一带，人禽食用污染有多氯联苯的米糠油而使13000人中毒，90万只鸡死亡而发生米糠油事件。1986年4月28日，前苏联切尔诺贝利核电站发生爆炸，20公里之外的人能听到爆炸声，火光冲天，当场造成几百名工人和消防人员死亡。爆炸之后，带有放射性的铯的烟尘随风飘散而波及到附近的瑞典、丹麦、芬兰、挪威以及亚洲和北美的一些地方，结果使424300的原苏联人和526700的欧洲、亚洲和北美人生活在核辐射中而随时有患癌病死亡的威胁。由于放射性的铯137半衰期有30年，要让这种物质自然衰减到安全量范围，则需要几百年时间。这就意味着，受污染严重的地区几百年里都有可怕的病魔潜伏着。1987年美国在印度的一家化工厂发生爆炸，有毒的氨漏泄出来，使几十万人受害。1991年，伊拉克入侵科威特，在科南部，炸掉了许多油井和储油罐。造成原油泄漏。
     据估计1991年海湾战争中漂流的原油可能有700万到1100万桶，在海湾地区形成了方圆几百公里的污染带，据估计，要完全消除这次浮油污染，需花费50亿美元经10年时间。石油污染是严重的，因为石油在水面上形成一层油膜可以阻止溶氧的补充；而另一方面，由于石油不含氧原子，因而氧比1分子石油消耗的氧气要比其他含氧的有机物要高，据计算，每分解氧化 1kg石油要耗用 40万升海水中的氧，即相当于面积1m2深400m的水柱的氧量。由此可见，石油污染可造成海水严重缺氧，从而给海洋生物带来灾难。灾难是惨痛的，灾难之后更多的是引起人们的思索。怎样去防止灾难的再次发生，如何合理有效地去开发利用有限的资源？如何在发展经济的同时保护好我们人类及地球上所有生物赖以生活的地球环境？
     所谓环境污染主要是人类活动所引起的环境质量下降而有害于人类及其他生物的正常生存和发展的现象。环境污染的产生往往经历一个由量变到质变的过程，即当污染物的浓度积累到超过环境自净能力的时候就会产生危及人类和其他生物的作用。环境污染的本质主要是人类在活动中限于技术的原因造成资源的浪费和不合理使用，使原本在自然界中有用的资源变为废物，甚至有害物而进入到生态系统从而造成环境破坏和生态失衡。环境污染根据其产生的原因可分为生活污染和生产污染。生产污染又可分为工业污染、农业污染和交通运输业污染等。生活污染在工业革命之前是环境污染的主要形式。它主要是由于人口的增加及动物数量的增多，人及动物的大量的排泄物、分泌物排放到自然环境中，造成环境变化。生产污染则在产业革命之后成为环境污染的主要形式。由于生产中产生许多的废气、废水、废渣的排放，及工业产品进入消费后产生的生活垃圾；另外农业生产使用的各种化肥、农药等等。这些东西进入到环境，有些可以很快被降解；而有些却降解很慢，甚至根本不能被降解。这样，在生态系统中通过食物链的富集作用，最终危及人类。
     日本的水俣病就是这样一个典型的例子，最初工厂排放的有机汞只有零点零零几个 PPM，而通过植物、小鱼、大鱼的富集，最终在大鱼体内可增加到20～30PPM，当人吃了这种鱼后，即可中毒。过去，曾在世界范围内的农业生产中使用DDT和六六六等，这些农药很难降解，一般需要8年至80年才能降解，结果，通过食物链的富集也可以达到危及人类及其他生物的程度。据科学家研究发现，南极企鹅体内有残留的DDT，而南极是远离人类活动的独立大陆，其上面生活的企鹅体中有DDT，说明DDT危害是全球性的。污染物排放到环境中，降解过程虽然有物理、化学方面的作用，但主要还是靠微生物来降解。生活污染物主要是一些有机物质，这些物质进入环境可以为微生物提供很好的碳源和氮源，通过微生物分解后，这些物质最终变成土壤的组成部分。生产带来的污染物比较复杂，既有有机的物质，也有无机的矿物盐和金属离子，甚至有放射性物质，这些东西的降解和转化也主要靠微生物。工厂排放出的废水可以通过微生物来处理。
     日本建设省从1985年至1990年，用了整整5年时间，在世界上首次利用生物工程技术开发排水处理系统。他们建立起同排水处理有关的微生物库，贮存了26种细菌的资料，建立了“脏水处理反应堆”、“好气性反应堆”、“厌气性反应堆”、“除氮反应堆”、“污泥处理反应堆”等一系列微生物处理污水系统，极大地提高了治理污水的效率。科学家发现，降解石油也主要是微生物在起作用。现在，科学家们将能降解石油的几种细菌的基因，结合转移到一株假单孢菌中，构建成“超级微生物”，这种微生物能降解多种原油组分。在油田、炼油厂、油轮和被石油污染的海洋、陆地都可以用这种“超级微生物”去清除油污。而美国的一家生化公司的科技人员则利用转基因技术构建一些新的用以清除工业废弃物的“超级细菌”，他们用这些“超级细菌”可以清除多氯联苯。化学农药的降解也是微生物的功劳。
     有人发现，放草隆在未经消毒灭菌的土壤中降解的速度比被灭菌处理过的土壤要快许多倍。土壤中降解化学农药的微生物种类很多，主要为细菌和真菌类。通过这些微生物的降解，有机部分为微生物提供了碳源和氮源，无机部分被处理后回到土壤。就是放射性物质，微生物也能对它们进行处理。科学家发现，在核试验场附近仍有几种微生物生活着，它们可以在辐射强度很高的射线中缓慢地对核放射性废料加以处理，从而加速放射性物质的衰减。事实上，在自然界中所有的污染物都可以被微生物所降解或转化。只是降解或转化的速度有快有慢。因此，微生物在维护自然生态平衡方面，可以说功德无量，它们在自然界的各个角落里默默地奉献着，无怨无悔。