人類在創（chuàng）造適宜於自身生存（cún）環境的過程中，有理由（yóu）高（gāo）度重（chóng）視自然界中微（wēi）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（huán）轉化（huà）中，微生物起著不可替代的作用。人類活（huó）動（包括日常生活和（hé）生產（chǎn）活動）產生的（de）環境汙染物，無論是有機化合物還是無（wú）機金（jīn）屬，均有可能通過微（wēi）生物（wù）的降解、代謝或富集而得到有效治理。人類在為保護（hù）環境所采（cǎi）取的生物工（gōng）程措施中（zhōng），包括城市生活汙水處理、工業廢水處理、廢氣處理以及固體廢棄物處理，實際上都離（lí）不開微生物和酶的作用。

        生物技術在（zài）環保領域的應用

        微生物（wù）之所以具有如此巨大的作用，是因（yīn）為微（wēi）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（cóng）礦井下數百米處的（de）土壤到高空的大氣層中幾乎到處可見微生物（wù）的蹤跡。不僅如此，微生物的繁殖能力還（hái）特別強，對（duì）於絕大部分微生（shēng）物來講，隻要環境中有足夠的營養，它們的世代周期隻有幾十分（fèn）鍾，使其數量成幾（jǐ）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（jiàng）解汙染物的微生物主要是各類細菌、放線菌等（děng）各種單（dān）細胞微（wēi）生（shēng）物。在環境中（zhōng），他們（men）依靠自身的器官，將汙染物（wù）吸（xī）附到其細胞表麵，然後利用自身產生的各種酶，來對微生物進行分解，從而達到淨化（huà）環（huán）境的目的。在這些降解活動中，不同的細菌可產生不（bú）同的酶，如澱粉酶、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（chéng）千倍地加速化學反應，而作為生物化學反應催化劑（jì）的生（shēng）物酶，可以成千萬倍地加速生（shēng）物（wù）化學反應（yīng）的速（sù）度。比如（rú），我（wǒ）們（men）每（měi）天吃進（jìn）的大量食物，也都是依靠酶的作用來消（xiāo）化的。而一個微生物細胞中可含有幾百到幾千種酶。因而，對於（yú）他們具有降解有（yǒu）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（huán）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（liàng）排放的生活汙水、工業廢水和（hé）固（gù）體廢棄物，超過了自然環境中微生物的淨化能力，生態（tài）平衡遭到破壞。在此（cǐ）情況（kuàng）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（ér），人們陸續發明了（le）大（dà）量的處理設備（bèi）和係統，給微生物提供了一個相對優良的生長環境。如汙水處理中出現的活性汙泥法、生物濾池、生物轉盤、接觸氧化等諸多好氧處（chù）理及厭氧處理係統等等。但是，盡管這些處（chù）理係統（tǒng）得到了廣泛的應用，仍不（bú）能滿足人類現（xiàn）實的需要。以城（chéng）市生活汙水處理廠普遍采用的活性汙泥法為例，由於受到水中微（wēi）生物密度的限製，使得這些處理（lǐ）係統的處理能力不能大幅度提（tí）高，處（chù）理效果不能令人滿意。

        以生命科學為基礎發（fā）展（zhǎn）起來的生物工程技術（shù），正在以驚人的速度向環保領域延展。近（jìn）十幾年來出現的生物工程菌，為大幅度（dù）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（de）工藝。如在汙水處理中出現的“投菌（jun1）活性汙泥法（LIMO）”就是最具代表性（xìng）的一例。投菌法是將從土壤中培養、篩選出來的對特定汙染物有（yǒu）較強降解功能的菌種，經過人工繁殖，製成成品，投入（rù）到處理（lǐ）係（xì）統，以（yǐ）提高（gāo）係統中微（wēi）生物的密度，從而提高處理設施的處理能（néng）力和處理效果（guǒ）。