人類在創造適宜於自身生存環境的過程中，有理由高度重（chóng）視自然（rán）界（jiè）中微生物對環境的重要性。在自然界以（yǐ）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（rén）類活動（dòng）（包括日（rì）常生活和生產活動）產生的環境汙染物，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（dài）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（chéng）措施中，包括城市生活汙（wū）水處理、工業廢（fèi）水處理、廢氣處理以（yǐ）及固體廢棄物處理，實際上都離不開微（wēi）生物和酶的作用。

        生物技術在環保領域的應用

        微生（shēng）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（jiè）中，從南（nán）極到北極，從（cóng）海洋深處到高山之巔，從礦井下數百米處的土壤（rǎng）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（tè）別強，對於（yú）絕大部分微生物來講，隻要（yào）環境中有足（zú）夠的營養，它們的世代周期隻有幾十分鍾（zhōng），使其數量（liàng）成幾何級（jí）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汙染物的微生物主要是各類細菌、放線菌等各種單細（xì）胞（bāo）微生物（wù）。在（zài）環境（jìng）中，他（tā）們依靠自身的器官，將汙染（rǎn）物吸附到其細胞表麵，然後利用（yòng）自身產生的各種酶，來對微生物進（jìn）行分解，從而達到淨化環境的目的。在這些降解活動中，不同的細菌可產生不同（tóng）的酶，如（rú）澱粉酶、脂肪酶、蛋白酶（méi）、纖維素酶等等，分解各種不同的物質。催化劑能成百（bǎi）、成千倍地加速化學反應，而作為生物化學反（fǎn）應催化劑的生物酶，可以成千（qiān）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（kě）含有幾百到幾千種酶。因而，對（duì）於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（qí）是進入20世紀。隨著人類物質文明的發展，大量排放的生活汙水、工（gōng）業廢水（shuǐ）和固體廢棄物，超過了自（zì）然環境（jìng）中微生物的淨化能力，生態平（píng）衡遭到破壞（huài）。在（zài）此情況下，人們注意到，在自然條件下（xià），微生物對有機物的降解能力（lì）是有限且（qiě）十分緩慢的。因而，人們陸續（xù）發明了大量的處理設（shè）備和係統，給微生物提供了一個相對優良的生長環境（jìng）。如汙水處理中出現的活性汙泥法、生（shēng）物濾池、生物轉盤、接觸氧（yǎng）化等諸多好氧處理及（jí）厭氧處理係統等（děng）等。但是，盡管這些處理係統得到了廣泛的應用，仍不能滿足人類現實（shí）的需要。以城市生活汙水處理廠普遍采用的活（huó）性汙泥法為例，由於受到水中微生物密度（dù）的限製，使得這（zhè）些處理係統的處理能力不能大幅度提高，處理效果（guǒ）不能令人滿意。

        以生命科學為基礎發展起（qǐ）來的（de）生物工程技術，正在以驚人的（de）速度向環保領域延（yán）展。近十幾年（nián）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（lù）。人們還相繼發明了許多新的工藝。如（rú）在汙水處理中出現的（de）“投菌活性汙泥法（LIMO）”就是最具代表性的一例。投（tóu）菌法是將從土（tǔ）壤中培養、篩選（xuǎn）出來的對（duì）特定汙染物有較強降解功能的菌種，經過人工繁殖，製成成品，投入到處（chù）理係統（tǒng），以提高係統中微生（shēng）物的密度，從而提高處理設施的處理能力和（hé）處理效果。