1．畜禽生态营养饲料使用

生态营养饲料是为解决畜产品公害和减轻畜禽粪便对环境污染问题而设计的。给畜禽饲喂生态营养饲料既能满足畜禽生产的各种营养需要，最大限度发挥畜禽生产性能，又可控制畜产品和粪便对人类的危害。生态营养饲料具有消化率高、营养变异小、易于吸收、效价高、无有害残留，对动物毒副作用小，能预防疾病和促进动物生长，饲喂后动物排出的粪便对环境污染小等特点。关于生态营养饲料的研究与配制还正处于探索阶段中，目前已取得一些进展。

对饲料进行膨化和颗粒化处理可使随粪排出的干物质减少1/3。美国营养学家研究得出：向蛋鸡日粮添加赖、蛋氨酸可将日粮粗蛋白从18%降到16%，减少粪尿中氮的排出；猪日粮添加赖氨酸使日粮粗蛋白降低2%，可减少粪氮25%。使用氨基酸微量元素螯合物添加剂因吸收率高可降低其添加量，以减少粪便中微量元素的排出量。使用酶制剂、益生素添加剂可提高饲料中磷的利用率，从而减少磷制剂添加量，降低磷排出量25%~50%。使用除臭剂可减少粪便中NH₃、H₂S等臭气的产生。使用中草药添加剂无残留，毒副作用小，还能预防疾病，比抗菌素优越。

腐败细菌能够使食物变馊变坏，病原菌能够使人畜和植物患传染病。人们只有掌握了这些细菌生命活动的特点，才能够更好地控制它们的蔓延，有效地防治它们的危害。

大多数细菌在20℃~40℃的条件下生活得最活跃。温度过高或过低，都不利于细菌的生长和生殖。夏天气温比较高，细菌分裂加速，肉类保存不了多久就会变质。把肉类放到-10℃左右的冷藏库中，就可以保存八个月之久。很多细菌在60℃的条件下加热30~60分钟就会死亡，即使是耐高温的炭疽杆菌芽孢，在100℃的条件下加热10分钟，也会很快丧生。所以，高温加热是一种简便可靠的灭菌方法。罐头食品所以能够长期保存而不腐败，就在于密封加热时把罐头里面的细菌全都杀死了，罐头外面的细菌又进不去的缘故。除了火烧、干烤、煮沸之外，将食物和用品放在高压灭菌锅内灭菌，效果更好。在热蒸汽加压至1 kg/cm²(气温约达121℃)时，持续15~30分钟，可以杀灭一切细菌和芽孢。

细菌维持生命活动还需要一定的水分。夏天，新鲜的水果、鱼肉、蔬菜很容易腐烂，如果把它们加工成果脯、蜜饯、咸鱼、咸肉、果干、菜干，则能够保存较长的时间。这是因为干制食品里的水分十分少，糖制和盐制的食品中虽然有一些水分，但是这些水分不仅不能被细菌利用，相反地细菌体内的水分还会被浓糖水、浓盐水夺去。

将食品进行熏制，可以使食品减少水分，并在食品表面形成一层防腐剂，从而能够抑制腐败细菌的蔓延。

阳光中有一种肉眼看不见的紫外线，紫外线具有杀菌的作用。很多细菌，包括结核、伤寒、痢疾等疾病的病原菌，经阳光的直接曝晒，大部分都会被杀死。阳光越强，曝晒时间越久，杀菌效果越好。

在人的日常生活中，还可以用药剂来杀菌。生吃的瓜果、蔬菜可以用浓度很小的高锰酸钾溶液来消毒灭菌。饮食用水、食具等可以用漂白粉杀菌。家具、痰盂、便盆可以用石炭酸灭菌。肠道传染病患者的粪便和呕吐物里有很多病原菌，可以用生石灰来杀灭。此外，碘酒可以用于皮肤消毒，至于打针前的皮肤消毒和体温计消毒，一般用的是杀菌力不太强的酒精。消灭人体内的病原菌 ，则有各种各样的化学药物，形形色色的抗生素以及种类繁多的中草药。

污水处理厂进行污水处理的方法主要有初级处理和二级处理两种。

初级处理的成本比较低，方法也比较简单，主要使用筛滤和沉淀等物理方法。初级处理通过沉沙池等，一般只能除去体积比较大的固体污染物，所以，污水经过初级处理后，还要进行二级处理。

二级处理主要指用生物净化的方法处理污水。自然界中存在着大量依靠有机物生活的需氧微生物，这些需氧微生物包括多种细菌、放线菌和丝状真菌，此外，还包括衣藻、小球藻等浮游藻类，草履虫、变形虫、绿眼虫等原生动物以及线虫、轮虫等，它们可以氧化、分解和吞噬有机物微粒。二级处理主要通过曝气池，向污水中提供充足的空气，利用这些需氧微生物来清除污水中的有机物。工业污水和城市污水经过二级处理以后，一般可以达到国家规定的排放标准。

污水处理厂还可以利用厌氧微生物对污泥进行生物处理，将污泥制成泥饼，用作肥料；生物处理过程中产生的沼气，可供照明或发电用。

一般地说，即使是高效的二级处理也只能除去污水中90%左右的有机物，因此，在条件许可的情况下，还应当对二级处理后的水进行三级处理。三级处理也叫深度处理，采用的方法主要有混凝沉淀、活性碳吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析或反渗析等。通过三级处理的水，可以达到饮用水的水质标准。但是，三级处理的成本比较高，目前我国污水处理厂主要采用的是初级处理和二级处理。

沼气发酵广泛存在于自然界中。沼泽、湖泊和河渠的污泥中的有机物，经过多种厌氧性细菌的分解，都能产生沼气。早在几百年前，人们就发现了沼泽里的沼气，但是将沼气作为能源来利用，还是近些年来的事。随着世界性能源危机和环境污染问题的产生，利用沼气池分解各种有机物来获得能源，并使各种有机废物得到净化处理，已经成为获得新能源和保护环境的重要手段之一。

沼气是一种可燃的混合气体，其主要成分是甲烷，此外还有二氧化碳、少量的氮、一氧化碳、氢、氨和硫化氢等，一般甲烷的含量约占60%左右。每立方米的沼气在燃烧时可以释放出20 920 kJ的热量，约与1 kg煤释放的热量相当。沼气除了用作燃料以外，还可以用来照明、发电、抽水等。农作物秸秆、人畜粪便、树叶杂草、城市垃圾等都是沼气发酵的原料。

沼气发酵可以分为水解、酸化和甲烷化三个阶段。水解阶段就是依靠一些厌氧性的细菌所分泌的酶，将复杂的有机物分子降解成可溶性的物质的过程。酸化阶段就是依靠一些厌氧性的细菌，把可溶性的物质发酵转化成挥发性的脂肪酸和醇类。甲烷化阶段则是依靠一些厌氧性细菌，把这些挥发性的物质转化成甲烷。

甲烷细菌是一类能运动的芽孢杆菌。在无氧条件下，甲烷细菌能够分解纤维素等有机物质，产生甲烷、二氧化碳和有机酸等。

(二)微生物处理污水原理：

利用微生物处理污水的主要原理概括如下：

注BoD₅，即“五日生化需氧量”。它是一种表示水中有机物含量的间接指标，一般指在20℃下，1升污水中所含有机物(主要是有机碳源)，在进行微生物氧化时，5日内所消耗的分子氧的毫克数(或ppm数)。

(一)污水处理中的特殊微生物

在自然界中，存在着各种能分解相应污染物的微生物类型，例如，已知的能分解氰的微生物就有诺卡氏菌属(Nocardia)、腐皮镰孢霉、木素木霉和假单胞菌属等14个属的49个种。它们能产生氰水解酶，把氰中的C、N分解水解成CO₂和NH₃的形式释放，腐皮镰孢霉还能利用氰作为其碳源与氮源营养物。珊瑚诺卡氏菌经诱导后能产生丙烯腈水解酶系，使丙烯腈水解成丙烯酰胺和氨，然后继续水解形成丙烯酸，最后放出CO₂和水。其降解能力很强，Ig菌体在25分钟时间内消除250 mg丙烯腈，已用于生物滤塔中的生物膜上。多氯联苯(PCB)是一种很难分解的大分子毒物，容易通过食物链而富集。只有少数微生物如红酵母属，假单胞菌属和无色杆菌属才能使氯联苯在脱氯和开环后，形成苯甲酸和苯丙酮酸。一些多环芳烃类致癌物质如蒽和菲等，也可通过产碱杆菌属、棒杆菌属和诺卡氏菌属等属中的一些菌种所降解。已筛选降解TNT的有柠檬酸杆菌属、肠杆菌属、克雷伯氏菌属、埃希氏菌属和假单胞菌属等属的若干菌种。

水源的污染是危害最广、最大的污染。污水种类很多，有生活污水、工业有机污水(如屠宰、造纸、淀粉和发酵工业等的污染)、工业有毒污水(农药、炸药、石油化工、电镀、印染、制革等工业污水)和其他污水等。其中所含的各种有害物质，例如农药、炸药(TNT黑索金等)、多氯联苯(PCB)、多环芳烃(致癌剂)、酚、氰和丙烯腈等的污染后果尤为严重。在污水处理中，最关键、最有效和最常用的方法是微生物处理法。

据估计，地球上绿色植物的光合作用，每年约同化7×10⁹ 吨 CO₂，并合成5×10¹¹吨糖类。这些糖类通过各种代谢途径再转化成动、植物和微生物的各种形式的有机物，并为整个地球上的生物圈繁荣昌盛，提供了丰富的物质基础。某一时刻存在于一个生态系统内的全部生物体有机物质的总和，称为生物量(biomass)。在地球上的生物量中，以植物秸秆和其他动、植物残体的含量为最高，这是一类可再生资源或永续资源。在实际中，这一巨大的生物资源有两类效果截然不同的利用方式，第一类是传统的一步利用即燃烧方式，只能快速地取得其中10%左右的热能，并获得少量肥效较差的草木灰肥料，久而久之，由于土壤缺乏氮肥和有机物，就会肥力下降，破坏结构和引起沙质化等一系列恶性循环。第二类是现代合理的梯级利用方式，即先将秸杆打碎供牲畜作饲料，然后将畜粪进行沼气发酵，把有机物90%左右的化学能释放利用，经沼气发酵后的固体残渣还可当作良好的有机肥料(甚至还可充当部分饲料)。这种方式充分发挥了秸杆等生物量的饲料、燃烧和肥料的三项功能，不但促进了农村经济发展，还能达到改良土壤、提高肥力效果，因此，是一种表面上呈现“缓效”而实质上却能达到良性循环的一项农业生态工程，而沼气发酵正是其中关键步骤。据我国农牧渔业部调查，1984年时，我国已有400多万个沼气池，使1000多万个农民受益。

2．比一比，看谁的西红柿保鲜时间最长。

●备课资料

1．继续关注细菌、真菌与食物保存、与疾病防治、与环境保护的各种科学信息及最新动态。