大连广植源生物科技有限公司采用MPI技术在水污染治理中的应用
MPI（Molecular biofilm embedding and fermentation,Probiotics nutrition linking,Immune lysosomal enzyme in space）益生菌环境控制技术是利用益生菌（广谱有益微生物）综合代谢机理，快速改变有机物的降解模式，通过益生菌物质代谢的酯化、缩合、氨化、乙酰化、分解、转化、重组、合成以及代谢产物的化合等过程，利用生物酶催化控制作用，靶向性抑制有毒有害气体产生，并原位贮存所有代谢产物为植物营养元素，同时降解有毒有害物质，络合、钝化和矿化重金属的毒性，抑制致病微生物，达到通过处理有机物实现环境控制的目的。
2.1 碳氮转化技术原理
这部分菌群由9个菌属90个好氧、厌氧和兼氧有益微生物组成，具有强大的固碳和固氮功能。在益生菌营养链接的技术控制下，由有机物表面到内部同时实施固液气分子生物膜发酵，厌氧和好氧、硝化和反硝化同时进行，并通过代谢产物的有机络合和化合反应进行代谢产物贮存。含碳的有机物被分解为CO2和H2O，合成有机酸，再合成有机酸盐，使得碳被贮存。含氮的有机物被分解成为NH4+、NO2-、NO3-，通过专属微生物作用合成铵盐、无机酸，再合成无机酸盐，使得氮被贮存。这些含碳和含氮的小分子营养成分为藻类、浮游植物和水中生物的繁殖和生长提供营养物质，促进藻类为主的浮游植物的繁殖，同时藻类为主的浮游植物的光合作用，有机物的分解提供氧气，从而形成一个稳定的微生物和生物链循环，保持水体自我降解有机废弃物、增加水体透明度和净化水质能力。
2.2 硫磷转化技术原理
这部分菌群由3个菌属20个兼氧有益微生物组成，在微生物营养链接的技术控制下，由有机物表面到内部同时实施固液气分子生物膜发酵，并通过代谢产物的有机络合和化合反应进行代谢产物贮存。含硫有机物被分解成S、SO32-、SO42-，生成无机酸，再合成无机酸盐，使得硫被贮存。其中VA菌以固碳和固氮菌分泌的氨基酸为生化营养素，还原溶解溶性磷为固态磷，使有机磷失去毒性，转移为可被植物吸收的营养型磷盐，又能与固碳和固氮菌共生，并使其固碳和固氮能力成倍提高。这些含硫和含磷的小分子营养成分为藻类、浮游植物和水中生物的繁殖和生长提供营养物质，促进藻类为主的浮游植物的繁殖，同时藻类为主的浮游植物的光合作用，有机物的分解提供氧气，从而形成一个稳定的微生物和生物链循环，保持水体自我降解有机废弃物、增加水体透明度和净化水质能力。
2.3 辅助酶菌群技术原理
这部分菌属由4种枯草芽孢杆菌组成，能在有机物处理过程中生成α-淀粉酶、β-葡聚糖酶、蛋白酶、纤维素酶、植酸酶、果胶酶和木聚糖酶等十几种酶，这些酶可以提高有机物处理效率，并靶向分解自然菌群降解酶，控制有机气体的产生。这部分菌群可以控制甲基辅助酶M，快速抑制甲烷的生成。
2.4 重金属钝化矿化菌群技术原理
这部分菌群由假单胞菌、酵母菌、芽孢杆菌等细菌组成。这些特殊微生物菌群，对有毒重金属离子不仅具有抗性，同时也可以使重金属进行生物转化。这些益生菌对重金属进行生物氧化和还原、甲基化与去甲基化以及溶解和有机络合配位，降解转化重金属，改变其毒性，进而形成解毒机制，包括对Hg的脱甲基化和还原挥发、亚砷酸盐氧化和铬酸盐还原以及Se的甲基化挥发等，达到降解、钝化、矿化重金属的毒性作用。
2.5 空间免疫机制菌群技术原理
这部分菌群由多种产酸有益杆菌组成。它们在有机物的发酵处理过程中产生大量的有机酸，抑制有害细菌，分解有机磷、有机氯、霉菌毒素、细菌毒素等有毒物质，从而控制病原微生物的繁殖，在处理常见有机毒性物质方面有良好的效果。一是脱卤作用，降解氯代芳烃、农药、五氯酚等有机农药；二是脱烃作用，降解某些有烃基连接在氮、氧或硫原子上的农药分子。在产辅酶Q10菌的帮助下，形成抗病毒物质和促生长因子，将有机物的硫氢和碳氢化合物中的氢分离出来，使有害物质变为无害物质。以硫化氢、二氧化碳、氮等为基质，合成糖类、氨基酸类、维生素类、氮素化合物、抗病毒物质和生理活性物质等，使有机物代谢产生的有毒物质对生物体失去致病作用，形成固液气模式的空间免疫系统，有利于大自然的物质循环和生物生存。
2.6 菌藻平衡技术原理
藻类是生活在淡水和海水的光合自养型生物，通过光合作用向水体供氧，增加水体的溶解氧，微生物降解有机质，而藻类可以利用微生物降解有机质产生的CO2进行光合作用，如此循环形成的体系称为“藻菌共生”。
藻类与微生物具有错综复杂的关系，每种藻形成自己独特的菌群且两者之间存在特异的种间关系。藻类主要通过营养物质交换，气体、酸碱度调节等促进环控益生菌生长。微生物作为水生态系统中重要的分解者，通过复杂的代谢活动参与水环境内多种物质的分解与转化过程，从而作为微藻营养物质的提供者与加工者；同时微生物还可以通过产生或分泌对微藻有益的代谢物质或胞外产物，从而呈现对微藻的促进作用。例如，水体中的氨化细菌和硝化细菌能够将含氮有机物质分解并进一步通过硝化作用将其转化为氨氮，为藻类生长提供无机氮；好氧微生物通过利用微藻周围水体中高浓度的溶解氧，为藻类提供还原性较强的生存环境。
藻类具有产生活性次生代谢产物的基本机制，这些代谢产物包括脂肪酸、酚类、多糖等种类，它们具有抑制或消灭某些细菌的作用，颤藻对地衣芽孢杆菌的抑制是通过其胞外产物而非通过营养物质的竞争而产生的。藻类直接与微生物竞争营养物质而起到间接抑制作用，高种群密度微囊藻的生长对硝化细菌的生长有明显的抑制作用微囊藻与硝化细菌之间对氨氮等存在竞争性利用。细菌对藻类的抑制或拮抗作用表现在多个方面，主要通过营养竞争、产生化学毒素、释放溶藻酶等方式实现。在特定的水环境中，当没有外源营养物质补充时，通过对营养的竞争，细菌就会抑制藻类的生长。
2023年7月由国家生态环境部固体废物与化学品管理技术中心、中国科学院大连物理化学研究所、国家环境科学院、辽宁环境工程设计院，北京科技大学联合院士专家组针对广植源生物的MPI环控益生菌高效除臭技术从创新性、先进性、可行性、资源及环境效益等方面进行评估。专家组成员认为：该项技术实用性强，技术效果达到国内领先水平。
2024年4月，广植源《MPI环控益生菌在污水处理领域碳减排和臭气治理应用》在由辽宁省国资委、辽宁省科技厅、辽宁省总工会组办的“第一届辽宁省国有企业“星火”创新创意大赛中荣获三等奖（唯一获奖水污染治理技术）。
综上所述，相对传统水污染治理技术,MPI环控益生菌技术具有以下优势：
1. 分子生物膜发酵技术。突破了环境限制，常温条件下厌氧、好氧、硝化、反硝化在固液气中可以同时进行。
2. 微生物营养链接技术。实现了光能自养、光能异养菌种和化能自养、化能异养菌种供需互补、共生协同。
3. 空间免疫技术。可以同时实施体内、体外环境免疫，恢复、重塑自然免疫系统。
4. 益生菌藻类平衡技术。建立了“藻菌共生”生物循环体系，既可以利用环控益生菌通过营养竞争、释放溶藻酶等拮抗作用，抑制有害藻类生长，也可以利用环控益生菌产生或分泌有益代谢产物、胞外产物，促进有益藻类生长。
5. 微生物营养链接系统。湖泊底泥固定化微生物原位修复技术采用的是具有自我微生物循环能力的微生物组合系统，具有很强的定植和繁殖能力。
6. MPI生物技术具有成本低、无设施、周期短、无二次污染、原位修复、泥水共治等明显优势。
MPI益生菌技术已经在受污染的湖泊、黑臭水体、水库、沟渠、内陆河流等以有机物为主要污染源的水体治理中取得明显效果，主要表现在：
1. 改良水质和底质，消除水体和底泥臭味；
2. 降低水体浊度，提高水体透视度；
3. 降低水体和底泥中的富营养物质含量，降低COD、氨氮、总氮、总磷等指标，使上述指标达到目标要求；
4. 抑制水草和藻类过度生长，分解蓝藻毒素，增加水中溶解氧含量，利于水生动植物自然生长；
5. 矿化钝化重金属，提升底泥干物质含量比，恢复底泥自然活性；
6. 长期使用可以恢复水系生态自净能力，构建水生动物、植物及微生物平衡的生物循环系统。
根据水体大小、污染指标强度、处理时间、水体状态（静态水、流动水）等因素，菌剂的使用品种和用量有差异，通常越大的水体益生菌的效能发挥越充分，成本越低。采用MPI环控益生菌技术进行水污染治理的吨水费用4元至20元不等。
6.1 内陆河流冬季治理
6.1.1 项目背景
2023年春节前夕（腊月廿六），大连市多条河流的国断面氨氮、总氮指标超标，被国家环保督查限期整改，我们对这几天河流在室外温度-15°~-4°，水面已冰封的条件下投加益生菌，对河流水质进行了治理。
6.1.2 治理内容及效果
在河流的上游，砸开冰面，通过滴灌形式向河水中投加MPI有机污水治理除臭环控益生菌，在两天后在下游的国断面检查氨氮指标从原来的1.5mg/L降低到接近0mg/L，达到了≤1.0mg/L的标准。
6.2 内陆河流夏季治理
6.2.1 项目背景
2022年6月，安徽省某河沟，受上游工厂污水污染，造成水体恶化，浑浊发臭，被群众举报，当地政府规建一个污水处理厂，但需要两个月竣工，我司应邀进行应急处理。
6.2.2 治理内容及效果
我司技术人员通过在上游滴灌MPI有机污水处理益生菌，在河道中扬撒MPI淡水底泥处理益生菌，经过2个月的阶段性治理，水质和底泥得以修复，水中的氨氮和总氮相对治理前分别降低85%和80%，水质清澈，河边河底长出了水草，达到了镇政府要求的治理目标。
6.3 黑臭水体治理
6.3.1 项目背景
2024年6月，面积为2700平水塘，库容4500立。受附近养鸡场的养殖废水污染，造成水体富营养化严重，散发恶臭气味，被附近村民反复投诉。我司应邀进行了为期一个月的应急治理。
6.3.2 治理内容及效果
我司技术人员使用高压喷射装置在水中喷洒了MPI有机污水处理除臭益生菌，扬撒了MPI淡水底泥处理益生菌及生物载体，在一个月后超标准完成了治理任务，街道进行了正式验收。
6.4 油田湖泊治理
6.4.1 项目背景
位于黑龙江省某油田生态示范区内，由12个相对独立区块组成。B1区总面积6.1万平方米，库容10万立，受农业面源污染和油井排污污染，治理前是12个区块中污染相对较重的区块。经与油田领导沟通，选择进行治理，根据治理结果确定是否按照此种方式对油区的其他湖泊进行治理。
6.4.2 治理内容及效果
根据有油污进入的特殊情况，我司除了投加治理水和底泥的MPI有机污水处理除臭益生菌和MPI淡水底泥处理益生菌外，专门研发了针对石油多环芳烃进行分解的产品进行同时投加。经过一个月的治理，B1区的水质、底泥质地都得到了明显改善。油田领导已决定全部采用MPI技术对油田的水系湖泊进行治理。
MPI环控益生菌技术发展前景广阔，
实现生态循环我们势在必行！