葛 灿
摘 要:
本文综述了EM技术的起源,应用领域,以及发展现状。介绍了EM技术作为一种多功能生物制剂,在各个领域均有着广泛的应用空间和发展空间, 尤其在环保领域。EM技术可用于污水处理、净化空气和垃圾再利用等,尤其在污水处理中,对污水中的有机物、氮磷的去除效果较为明显。EM技术在环保领域的地位正在逐渐增强,并有广阔的应用前景。 关键词:EM技术 应用
EM技术是日本学者比嘉照夫先生开发的技术。他认为把地球自然地变成崩溃型还是复苏型,对此进行控制的是微生物群,所以,利用复苏型(Effective Microorganisms)的微生物群,地球就具有自我安定性,从而解决地球的环境问题,这就是EM技术。 1 EM技术起源
地球刚刚生成时,地球空气中甲烷气体、氨气和二氧化碳等气体是主体,没有氧气。在这种条件下, “厌氧性微生物”首先繁殖。之后,以 “厌氧性微生物”排泄物氧气和氢为食饵,产生 “需氧性微生物”,并开始繁殖。 “厌氧性微生物”有发酵菌、硫酸还原菌、绿色硫磺菌、拟杆菌、褐绿色光合成细菌、双尾菌等肠内细菌; “需氧性微生物”有蓝藻、枯草菌、醋酸菌、甲烷单胞菌、硫磺细菌、固氮菌等。在目前地球条件下, “需氧性微生物”占绝对多数。
“厌氧性微生物”和 “需氧性微生物”是在完全相反的生殖条件下生存,因而以往两者的共存被认为不可能,也就是在传统微生物学中,认为这两种类差异的微生物一起处理便产生矛盾,因此,必须只处理特定的一种类型的微生物。但是,利用EM技术,只要 “抗酸性物质”存在,那么,就如同 “厌氧性微生物”光合成细菌与 “需氧性微生物”固氮菌能够共存那样, “厌氧性微生物”与 “需氧性微生物”的共存变得可能,这已得到证实。 2 EM技术机理
所谓EM技术就是收集5科10属80余种 “厌氧性微生物”和 “需氧性微生物”,把它们在贮缸中共存进行培养之后,加以利用的技术”[1]。
“厌氧性微生物”与 “需氧性微生物”互相交换食饵,并且,互相交换厌氧条件和需氧条件,才能够共存共荣。如果方向性相同, “厌氧性微生物”和 “需氧性微生物”都能够相互帮助而共存。若将微生物大致区别为崩溃型微生物和复苏型微生物的话,那么某种微生物是崩溃型还是复苏型,由最强健存在的微生物决定。 比嘉照夫先生认为:每 1g土壤中生存着约10亿个以上的微生物,其中大半都具有 “观望性质”,追逐于势力强的微生物。这意味着这些强健的微生物相互展开权力争斗,获胜一方将得到其余几兆以上微生物的服从。
EM技术探寻出在进化上成功的 “厌氧性微生物”,并使之与 “需氧性微生物”共存。现在的地球环境由于人类活动,二氧化碳、氨气、甲烷、硫化氢增加,与 “厌氧性微生物”兴旺时期的环境条件相似,因此,利用 “厌氧性微生物”喜好并吞食人类活动排泄物的特性,使环境得到改善。而污染物质,对EM来说全都变成食物。
3 EM技术在环保领域中的应用 3.1 在空气净化中的应用
目前,臭氧层的破坏已经是相当严重的问题。研究证明,破坏臭氧层的不仅是氟里昂气体,从水田和沼泽地以及垃圾埯埋场生成的甲烷,有机物分解时生成的各种碳化氢,从家畜粪尿等垃圾中生成的有机气体,火耕或垃圾焚烧产生的有机气体都是罪魁祸首。然而,这些破坏臭氧层的物质,都是EM的重要食物,可
以通过EM被重新制作成氨基酸、有机酸、糖类等,之后,或变成植物的营养,或成为浮游生物等水生生物的食饵,而不再变成气体。从同样的观点出发,比嘉照夫先生认为 “对导致地球温暖化的二氧化碳的抑制,也可通过EM进行”。根据EM发酵微生物作用,二氧化碳能够直接变成植物的有机营养而回收。 此外,将由EM制造的抗氧化剂混入汽油中,就能够减少汽车排气中的各种氧化物,从而净化空气,并使汽油的燃烧值提高30% 以上。
EM抗氧化剂能够取代氟里昂气体用于精密机械洗净剂、一般洗剂、防锈剂和材料劣化防止剂等等。 3.2 在土壤净化中的应用
EM拥有分解化学合成物质的力量,所以对从农药、工厂、家庭排出的化学合成物质进行分解,能够净化环境,可以认为是EM生成的各种各样的有机酸,氨基酸抗氧化物的作用。例如高尔夫球场上残留的农药,利用EM约1个月就可得以分解,土壤会更加充分地净化。
由于 EM生成的抗氧化物质离子状态的物质分子化而不能进行反应,重金属也分子化后各自深深地沉降于固定位置,这样,使地下水中硝酸盐和蛋白质结合,产生称作亚硝氨的强烈挥发性物质,解决了土壤因化学肥料的使用造成的污染。另外土壤的粒子是由单粒形成的,因此透水性差,表土流失严重。在土壤中渗入EM,这些单粒由EM菌丝联结起来,形成多孔质团粒。促进土壤团粒化,改善透水性,抑制土壤流失。 3.3 在污水净化中的应用
由于EM净化是有益的发酵分解微生物与合成微生物共存,并通过其中发酵分解微生物的发酵分解,有机物溶解于水,并被混同的其他合成微生物急速地消化,生成大量的抗氧化物质,因此,一天仅需通气数小时,就可以产生自身消化作用,具有消耗自身形体的特性。
例如EM对厕所等污水的净化具有惊人的效果,使用有益微生物的 “EM净化法”,一个月后污水能够净化到饮用水程度,相当清洁。 3.4 在垃圾处理和再利用中的应用
将米糠用EM发酵并加以干燥的粉末(称为EM糊)散布在垃圾中进行密封发酵,可产生优质的有机肥料,同时,使用这种有机肥料,土壤中有用微生物繁殖,不用化肥和农药,反而产生超过使用化肥和农药的效果。利用这种方法,还可以处理家庭产生的垃圾和污水。
对塑料、纤维、垃圾以及其他有机物混入的废弃物进行再利用时,由于有强烈的挥发物质,因此对人体的健康产生危害。但是在最初处理阶段(粉碎废弃物的冲击阶段)使用EM 技术,则恶臭可以完全清除,且不需臭氧杀菌,对作业人员健康的危害也随之消除。这是因为在有机物的分解中,有通过氧化的 “氧化分解”(有氧)和通过发酵的 “发酵分解”(无氧)两种。从微生物呼吸量计算,氧化分解具有发酵分解约20倍以上的速度,效率非常高。但是因此产生的菌体污染具有对有害金属溶化的性质,作为 “活性污泥”而大量地集结。且这种 “活性污泥”作为产业废弃物被严格控制。相反,发酵分解就没有这种担心了。通常人们认为通过需氧性菌的氧化分解没有味道,通过厌氧性菌的发酵分解会发出异味。然而引起腐败厌氧性菌属于发生异味的类别,因此,产生所有厌氧性菌都会发生异味的误解。例如即使同样的厌氧性菌,能够用于制作食品的那种属于有益的类别在厌氧性菌不但不发出异味,而且还会发出诱人的芳香。因此可知: “为了切断异味源,并且不产生 „活性污泥‟,可以利用厌氧性有益发酵微生物”[1]。
总之,通过活用EM技术,对化学物质或放射物质导致的空气污染、水质污染、酸性雨、二氧化碳带来的地球温暖化、臭氧层破坏等所有污染问题,用前所未有的快速度和低成本进行解决已成为可能。甚至,家庭的蔬菜保鲜、冰箱冷藏室的除臭杀菌、医疗器械的消毒、饲料的发酵改良、饮食的合成等等。都可以有选择地利用EM技术。这些有待于我们进一步探讨。 4. EM 技术在种植业上的应用
4.1 用EM稀释液浸种或作基肥有明显的促进种子发芽和苗期生长的作用:
经EM处理的水稻、玉米、小麦、豌豆、油菜、萝卜、苋菜等作物的发芽率和生长速度比对照组明显提 高。EM微生态制剂用于小麦、大麦拌种,能促进作物生长发育、增产效果十分明显,增产幅度达17%以
上。
4.2 EM可提高农作物的产量和品质:
喷施一定浓度的EM液,可促进作物生长,提高产量,增产幅度可达3.5%-15.0%。由于施用浓度和土壤有机质含量不同,增产效果不一样。一般来说,施用浓度较大,土壤有机质含量越高,增产效果就越明显。如用EM液稀释液喷施小白菜,出苗后第10d开始,每隔6d用0.5%的EM液以100kg/667m2用量喷施,23d后测定总产量表明,产量提高22.3%,而使用复合肥处理产量比对照组提高17.9%。这说明使用EM不但可提高小白菜产量,还可部分替代化肥,以减少化肥在蔬菜中的残留。 4.3 EM能促进花卉的生长:
用EM液每天喷洒1次,20d后测定表明,菊花、三角梅的植株产量比对照提高5%,且叶色浓绿,生长较好。
4.4 EM能提高农作物的抗病能力:
EM对棉花枯黄萎病,草莓的根腐病、白粉病以及蚜虫等病虫害有一定的抑制作用,对因灰霉菌引起的草莓根腐病的防治效果可达85%以上。 4.5EM可以提高土壤肥力:
EM在土壤中的主要作用是加速土壤有机物的分解,促进土壤团粒化,提高土壤肥力,使有效养分含量明显增加,大大节约肥料;控制有害微生物,减少病虫害,逐年减少甚至很少施用化肥农药;减少连作产生的各种不良影响。用EM堆肥制成的肥料,比相同原料制成的普通堆肥有效养分含量提高20%-30%。使用EM的农田,土壤有效养分含量也大大提高,由于土壤中微生物数量增加,因而促使那些以微生物及其分解产物为食的土壤微型动物(如有益螨类、蚯蚓类和甲虫类)的数量也成倍或几十倍的增加,使整个耕作层的微生态系统组成发生明显变化,提高了土壤生物活性和缓冲能力;有效微生物在土壤中的迅速繁殖和不断补充,抑制了土壤中病原微生物的繁殖和发展。 5. EM技术在其它领域中应用的展望 5.1 在饲料业中的应用
目前在饲料中添加的二酶制剂,都是由微生物生产的,动植物中也存在各种酶,但从中提取酶成本极高,且生产受季节限制。而用微生物来生产酶制剂,其产量高生产成本低,且不受季节限制。但目前最好用固体发酵方式生产。因为液体发酵所排泄的废水污染问题,还有待于用EM技术解决[2]。 5.2 在饮食业中的应用
一种乳酸菌和酵母菌共生发酵茶饮料的研制,使我们不难看出EM技术应用的扩展前景将是不可限量的。该饮料是以玉米淀粉糖浆对红茶进行浸提,对浸提液进行乳酸菌和酵母菌的共类发酵,通过一系列正交实验确定了最佳工艺参数,制作出具有较高价值,并且风味独特的发酵茶饮料[3]。 5.3 在医药行业中的应用
医院消毒液中的微生物污染问题有可能为EM技术利用起来。徐州市5家医院消毒液微生物污染情况分析结论为:主要污染原因与所用消毒液EM的时间过长,且反复使用有关[4]。其实在此种消毒液反复使用期间已经造成了对病人不同程度的再污染。如果能利用EM技术找出一种或几种能够吞食消毒液中有害菌的微生物,使消毒液长期或一定时期内保持合格,并可免去经常监测消毒液和清洗容器的繁琐,甚至能达到永远无污染。 参考文献:
[1] 岸根卓郎著,何鉴译.日本:环境论.
[2]李孝辉著.饲用微生物酶制剂及其研究应用概况.饮料工业,2001,(1) [3]江洁等著.乳酸菌和酵母菌共生发酵茶饲料的研制.食品科学, 2001,(1)
[4]张艳霞著.徐州市五家医院消毒液中微生物污染情况分析.职业与健康,2001,(1)
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