细菌、放线菌及古菌在环境工程中的作用
微生物群落对土壤养分循环的影响
微生物群落对土壤养分循环的影响土壤是地球上最复杂的生态系统之一，其中微生物群落是土壤中最重要的组成部分。
微生物群落是指生存于土壤中的微生物总体，包括细菌、真菌、放线菌、古菌等不同分类的微生物。
这些微生物之间互相作用，不仅影响着土壤养分循环，还对整个生态系统的健康和可持续性产生着重要的影响。
土壤中的微生物群落是土壤养分循环过程中的重要参与者。
它们通过分解有机物，将氮、磷、硫等元素释放到土壤中，促进植物生长。
同时，它们还参与了被称为氮循环和硫循环的过程，这些过程对土壤中的养分供应至关重要。
氮循环是指将大气中的氮转化为植物和动物可以利用的形式的过程，而硫循环则是指将硫氧化合物转化为可供植物利用的硫酸的过程。
微生物群落还参与了有关土壤结构和生态系统健康的诸多方面。
例如，微生物通过形成生物胶、根系分泌物和黏菌等物质来促进土壤团聚和稳定，从而增强土壤的持水能力、抗侵蚀性和透气性。
微生物还可以抑制土壤病原体和有害昆虫的生长和繁殖，从而保护作物的健康和产量。
不同的微生物群落在土壤养分循环中具有不同的作用。
例如，细菌约占微生物总量的90％以上，其中一些细菌可以通过分解大量的有机质来释放养分，同时还通过吸附和固定氮等方式促进氮循环。
真菌则通常生长在植物根周围，它们通过分解复杂的有机物来释放大量的氮和磷，同时还可以合成植物所需的生长激素和酶类。
古菌通常只占微生物总量的很小一部分，但它们对土壤中的氨氧化作用具有重要作用，这一过程不仅是氮循环的重要环节，还能够影响大气中的温室气体排放。
由于微生物群落对土壤生态系统的影响如此之大，我们必须采取措施来保护这些微生物。
首先，减少或避免使用对微生物群落有害的农药和化学肥料，改用有机肥料和生物肥料。
这些肥料可以提供含有丰富有机物和微生物的营养物质，从而促进微生物和植物的生长。
其次，保护土壤生态系统的多样性，包括降低农地耕作强度、种植不同的农作物和轮作制度等。
这些措施有助于促进微生物群落的生存和繁殖，提高土壤质量。
环境微生物技术在污染治理中的应用
环境微生物技术在污染治理中的应用现在治理环境污染的方法很多,其中,用物理化学方法虽可清除部分污染物,但效率普遍较低,且易造成二次污染。
近年来利用细菌、真菌、藻类、原生动物等微生物去除废水中的重金属离子和降解有机物的研究引起国内外学者的关注和重视，并在净化污水和处理工业废水领域中投入实际应用。
该法由于费用少、环境影响小、降解污染物能力强,且避免了二次污染。
微生物处理重金属污染物的主要途径为生物吸附。
所谓生物吸附是指利用某些生物体本身的化学结构及成份特性来吸附溶液中金属离子,再通过固液两相分离来去除水中金属离子。
微生物吸附金属的机理十分复杂,主要有以下几种:(1)胞外富积、沉积等发现一细菌在生长过程中释放出的蛋白质能使溶液中可溶性的Cd2+、Hg2+、Cu2+、Zn2+形成不溶性的沉淀而被除去。
但通过胞外吸附分离金属,只有当溶液中金属浓度很低时才是可行的。
(2)细胞表面吸附或络合。
大部分的微生物对金属的富集往往发生在细胞壁表面,细胞表面对金属的吸附通常是一快速、依赖pH的过程。
一般认为吸附机理主要是由于金属离子与细胞表面活性基团络合/离子交换以及络合基团为晶核进行吸附沉淀。
如某种藻类在吸附Sr2+的同时释放了等量的Ca2+和Mg2+,这说明此种微生物对碱金属或碱土金属的吸附是由于静电相互作用的离子交换过程,而吸附过渡金属Cu2+时同时有H+的释放,表明此时有共价结合过程存在。
（3）微生物细胞膜上某些酶的存在也会导致重金属的沉积。
柠檬酸细菌对铅和镉的分离就与细胞上磷酸酯酶有关。
对于不同的吸附体系,它们的吸附机理各有特点。
胞内富集已观察到金属可以被富集在细菌、真菌、海藻细胞内,如铜绿假单孢菌在细菌内富集UO22+,活发面酵母在胞内富集Cd2+等。
其中细胞表面的吸附和络合对死、活微生物都存在,而胞外和胞内的大量富集则往往要求微生物具有活性。
金属离子在细胞表面的吸附(即细胞外多聚物,细胞壁上的官能团与金属离子结合)是被动吸附,它包括离子交换、表面络合、氧化还原等;细胞表面吸附的金属离子和细胞表面的某些酶相结合而转移至细胞内是主动吸附。
环境工程微生物知识点总结
环境工程微生物知识点总结环境工程微生物是研究微生物在环境中的分布、转化和有害物质降解等过程的科学，其知识点主要包括微生物在环境中的重要作用、微生物的分类与特征、微生物的生长与繁殖、微生物的代谢与降解、微生物在环境修复中的应用等。
下面对环境工程微生物的重点知识点进行总结。
1.微生物在环境中的重要作用：-微生物参与地球物质的循环，如有机物的分解和转化、氮循环、硫循环等。
-微生物参与地下水和土壤中的有害物质降解过程，如有机物、重金属等的生物降解。
-微生物参与污水处理和废物处理等环境工程中的应用，如厌氧消化、好氧污泥法等。
2.微生物的分类与特征：-微生物包括细菌、真菌、古菌、病毒等，其中细菌是环境中最广泛存在的微生物。
-微生物通过形态特征、生理特征、生态特征等多种方式进行分类，如细菌根据形态可分为球菌、杆菌、弯曲菌等。
-微生物还具有耐寒、耐干、耐酸碱等特点，适应不同的环境条件。
3.微生物的生长与繁殖：-微生物的生长过程可分为潜伏期、指数期、平稳期和衰老期等阶段，其中指数期是微生物数量急剧增加的阶段。
-微生物的繁殖方式包括二分裂、芽孢形成、孢子形成等，不同方式的繁殖适应不同的环境条件。
-微生物的生长速率受限于养分、温度、pH值等环境因素。
4.微生物的代谢与降解：-微生物的代谢方式包括有氧代谢和厌氧代谢两种，其中有氧代谢产生较多的能量，厌氧代谢则在缺氧条件下进行。
-微生物通过产酸、产碱等方式调节环境pH值，维持适宜的生长环境。
-微生物通过降解酶的产生，可分解有机废物、降解有害物质等。
5.微生物在环境修复中的应用：-微生物可通过生物吸附、生物转化、生物降解等方式修复环境污染。
-微生物通过喜气微生物、耐酸碱菌等的应用，可以修复酸性废水、碱性废水等特殊环境。
-条件良好的微生物栖息地，如湿地、土壤等能提供较好的微生物修复效果。
总之，环境工程微生物研究微生物在环境中的分布、转化和降解等过程，掌握微生物在环境中的重要作用、分类与特征、生长与繁殖、代谢与降解以及应用等知识点，对于实现环境保护和污染修复具有重要意义。
土壤微生物类群及其作用
土壤微生物类群及其作用土壤微生物指的是在土壤中生长繁殖的微小单细胞生物体，包括细菌、真菌、放线菌、原生动物、线虫等。
这些微生物在土壤生态系统中发挥着重要的作用，是维持土壤生态系统稳定性和功能的关键因素之一。
细菌：细菌是土壤微生物中数量最多的类群之一。
它们可以利用土壤中的有机物质转化为能量和营养物质，促进土壤肥力的形成，且大多数细菌还可以固氮、溶磷、促进植物生长、抑制土壤传染病和有害昆虫的繁殖等。
真菌：真菌也是土壤微生物中重要的类群之一。
它们可以分解有机物，释放出养分，帮助植物吸收养分。
真菌还能与植物根系形成共生关系，促进植物生长，并且在土壤中还可以生成一些类似胶体的物质，有助于土壤的水分保持和抗风蚀的能力。
放线菌：放线菌的发现、利用和应用是微生物研究领域中的一大突破，也是农业生产领域中的一大贡献之一。
放线菌可以分解一些极难分解的有机物质如木质素、蛋白质等，丰富土壤有机质，提高土壤肥力。
此外，放线菌还可以制备并产生许多重要的生物活性物质，如抗生素、肽类、核苷酸、酶类、色素等，对农业生产、医疗卫生、环境治理等领域起着重要的作用。
原生动物：原生动物主要利用小颗粒有机物，如枯叶、细菌、藻类等，它们可以转换包括氨氮、硝酸盐在内的无机氮素，释放出可供植物生长利用的氮、磷等养分元素。
此外，一些r原生动物还可以控制土壤中的真菌和细菌，维持土壤的微生物平衡。
线虫：线虫是土壤微生物的一种寄生动物，它们主要以细菌和真菌为食，对细菌和真菌的数量和种类谨慎的控制，维持了土壤生态系统中的微生物平衡。
线虫还可以在土壤中与一些放线菌形成共生关系，从而控制一些有害昆虫和植物病菌的发生。
在土壤生态系统中，微生物类群之间存在着错综复杂的相互作用关系，多方面参与了土壤中养分循环、能量流动、维持土壤体系稳定性等生态过程。
因此，我们应该加强对土壤微生物群落的研究和保护，尽可能促进微生物多样性，保障土壤生态系统的平衡和健康。
土壤中微生物的种类和功能
土壤中微生物的种类和功能土壤是地球上最重要的自然资源之一，它承载着植物生长所需的养分和水分。
然而，很少有人意识到，土壤中微生物的种类和功能对土壤的质量和生态系统的健康起着至关重要的作用。
土壤中的微生物种类繁多，包括细菌、真菌、放线菌和原生动物等。
这些微生物以不同的方式参与土壤的生物地球化学循环和生态系统功能。
首先，细菌是土壤中最常见的微生物之一。
它们可以通过分解有机物质释放出养分，如氮、磷和钾等，供植物吸收和利用。
此外，细菌还可以与植物根系形成共生关系，帮助植物吸收养分，并抵抗病原菌的侵袭。
真菌在土壤中也起着重要的作用。
它们以分解有机物质为主要功能，将复杂的有机物分解为简单的化合物，使其更易被植物吸收。
此外，真菌还能与植物根系形成共生关系，形成菌根，促进植物的生长和养分吸收。
一些真菌还具有生物控制作用，可以抑制土壤中的病原菌和有害昆虫的生长。
放线菌是土壤中的另一类重要微生物。
它们以分解有机物质和产生抗生素为主要功能。
放线菌通过分解有机物质释放出养分，为植物提供营养。
同时，它们也是土壤中的天然抗生素生产者，可以抑制病原菌的生长，维持土壤生态系统的平衡。
原生动物是土壤中的另一类微生物。
它们以摄食细菌、真菌和其他有机物为主要功能。
原生动物通过摄食微生物，促进有机物质的分解和养分的释放，同时也可以帮助土壤通风和改善土壤结构。
此外，一些原生动物还可以与植物根系形成共生关系，帮助植物吸收养分。
除了以上提到的微生物，土壤中还存在着许多其他微生物，如古菌、病毒和线虫等。
它们各自具有不同的功能和作用，共同维持土壤的生态系统稳定。
总的来说，土壤中微生物的种类和功能对土壤质量和生态系统的健康起着重要的作用。
它们通过分解有机物质、释放养分、抑制病原菌和促进植物生长等方式，维持着土壤的肥力和生物多样性。
因此，保护土壤中微生物的多样性和功能，对于可持续农业和生态环境的保护至关重要。
我们应该采取措施，如合理施肥、减少农药使用和增加有机质含量等，来促进土壤微生物的生长和活动，为土壤生态系统的健康发展做出贡献。
土壤微生物群落结构及其在生态系统中的作用
土壤微生物群落结构及其在生态系统中的作用土壤是一个极为复杂的生态系统，其中包含的微生物数量极其庞大。
这些微生物由细菌、真菌、放线菌、原生动物等组成，其生活状态、群落结构、代谢功效对于土壤有着深刻的影响和贡献。
本文将从土壤微生物群落结构及其在生态系统中的作用两个方面进行论述。
一、土壤微生物群落结构1、细菌细菌是土壤中数量最多、种类最丰富的微生物之一。
它们可以进行硝化反应、氮固定、腐解等代谢过程，对土壤有着重要的促进作用。
据一项研究表明，在某些情况下，细菌对于土壤中有机物分解的作用可能高于真菌。
2、真菌真菌也是土壤中的重要微生物之一。
它们可以进行腐解、盘根等活动，使土壤更好地保持肥力和结构稳定。
真菌在土壤中扮演的角色越来越被人们所认可。
在某些地区，通过增加真菌的含量，可以提高作物种植的效率。
3、放线菌放线菌是在土壤中发现的一类重要微生物。
它们可以进行生物固氮、生物除草和生物防治等活动，对于土壤的生态健康有着不可或缺的作用。
有研究表明，放线菌的目的一部分是由于它们能够产生抗生素，在土壤中发挥着生物防治的作用。
4、原生动物原生动物是土壤中的一类单细胞微生物，主要是以摄食和分解微生物为生。
原生动物是土壤生物的重要组成部分，它们可以帮助维持土壤的肥力、结构和水分循环。
在土壤中建立一个复杂、多元的微生物群落，对于土壤的长期健康保护非常重要。
二、土壤微生物群落在生态系统中的作用1、土壤质量的维护土壤微生物群落在土壤质量的维护中起着至关重要的作用。
通过降解有机物并释放养分，微生物可以增加土壤的肥力，并促进植物生长。
微生物还可以分解化学物质和有害物质，使得土壤质量更加稳定和安全。
2、生态系统的平衡土壤微生物群落对于生态系统的平衡有着深远的影响。
通过和弱化毒性和污染物质的保护作用，微生物可以帮助生态环境在更为平衡和永久的状态下运转。
这对于保护生态系统的稳定性，防止其退化和破环之外，还可以让我们创造更为健康的工作和生活环境。
微生物在环境工程中的应用解析
微生物在环境工程中的应用解析
微生物在环境工程中的应用
微生物在环境工程中的应用是一个重要的话题，它可以帮助解决多种环境问题。
微生物在环境工程中的作用可以概括为三个方面：净化环境，改善质量，改善健康。
首先，微生物在环境工程中可以用来净化环境。
微生物可以分解有害物质，比如硝酸盐、重金属离子和污染源，从而净化环境。
微生物还能分解放射性物质，如铀和钴，以净化污染环境。
其次，微生物在环境工程中可以用来改善质量。
微生物可以分解水中的有机物质，将其变为氮和磷，从而提高水的质量。
此外，微生物还可以用来改善土壤质量，减少土壤污染，改善土壤有机质和植物根系结构。
最后，微生物在环境工程中可以用来改善健康。
微生物可以分解有毒物质，减少对人体健康的危害。
此外，微生物还可以用来生产药物，改善人类的健康。
总之，微生物在环境工程中的应用是十分重要的，它可以改善环境质量，促进环境保护，改善人类的健康。
因此，我们应该积极发展微生物技术，更好地利用微生物的力量来保护环境。
微生物学在环境保护中的应用
微生物学在环境保护中的应用微生物学是一个研究微生物、细胞和生物化学过程等方面的学科，与环境保护有着密切的联系。
微生物有着广泛的适应能力和环境解决能力，因此广泛应用于环境保护和污染治理领域。
本文将从微生物在污水处理、土壤修复、生物能源和环境监测等方面的应用进行探讨。
一、微生物在污水处理中的应用污水处理是环境保护的重要领域之一。
微生物在污水处理中扮演着重要的角色。
在污水处理过程中，通过添加种类丰富的微生物，可以降解有机污染物、去除氮和磷等。
好的微生物菌种还可以加速污水中有机物降解速度、降低化学需氧量（COD）、总氮（TN）和总磷（TP）含量。
目前污水处理领域中应用广泛的微生物有环境条件适应性强、产生生物胶的菌株、产生丰富的酶类和产生膜的菌株等。
二、微生物在土壤修复中的应用土壤污染是环境保护的另一个重要领域。
微生物在土壤修复中发挥着重要作用，可以通过促进土壤的自然修复过程，达到修复好处。
一些细菌、真菌和放线菌等，具有修复土壤的潜力。
目前在土壤修复领域中应用的微生物有生物界面剂、生物胶、种子处理制剂等。
其中，生物界面剂是目前实现微生物提高重金属大量富集能力的重要手段之一。
生物胶作为一种将菌株贴附在土壤颗粒上的生物材料，也在土壤修复中得到了应用。
三、微生物在生物能源中的应用生物能源是人类社会可持续发展的必由之路，而微生物在生物能源中发挥着越来越重要的作用。
大肠杆菌、木质素菌、放线菌等微生物可以通过生物发酵技术将生物大分子物质分解成低聚糖和糖类材料，并进一步转化和积累为生物质乙醇、丁醇等可燃性液体燃料。
此外，利用微生物进行生物气化可以实现二氧化碳和水的转化，得到许多高附加值的生物气体。
四、微生物在环境监测中的应用随着环境监测技术的不断完善，微生物检测在环境监测中日益成为一种重要的技术手段。
微生物检测能够比较准确地判断污染源和源头、监测新型的污染物以及评估环境生态系统的健康程度。
在微生物检测中，一般可以利用DNA/RNA的测序分析技术，将能够检出丰富微生物的测序数据与数据库进行比对，方便对微生物类型进行了解。
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细菌、放线菌及古菌在环境工程的应用
细菌、放线菌及古菌在环境工程或水处理工程中的应用细菌在环境工程或水处理工程中的应用
（1）细菌在水处理中的作用
1、污（废）水生物处理的工作主体是曝气池活性污泥中的细菌
活性污泥法、生物膜法、稳定塘法等人工生物处理技术对有机物的降解起主要作用的都是细菌。
好氧活性污泥（绒粒）的结构和功能中心是能起絮凝作用的细菌形成的细菌团块——菌胶团。
活性污泥的主体细菌来源与土壤、河水、下水道污水和空气中的微生物。
它们多数是革兰氏阴性菌。
如动胶菌属和从毛单细胞属，可占70%。
好氧活性污泥的细菌能迅速稳定污（废）水中的有机物，有良好的自我絮凝能力和沉降能力。
在处理废水的过程中吸附能力很强的菌胶团将废水中的杂质和游离细菌等吸附在其上，形成了活性污泥的絮凝体。
作为絮凝体主体骨架的菌胶团细菌在废水处理过程中起到了非常重要的作用。
菌胶团在水处理中的作用：
1>有很强的生物絮凝、吸附能力和氧化分解有机物的能力。
提供了良好的生存环境。
2>菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境。
3>具有指示作用：通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。
如新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，即再生能力强。
此外，活性污泥中还辅以少量丝状细菌作为骨架而组成结构紧密的大絮体，也是活性污泥的重要组成部分。
丝状菌在活性污泥中可交叉穿织在菌胶团之间，或附着在絮凝体的表面。
当废水中的丝状细菌的数量超过菌胶团时，会使活性污泥沉降性变差，严重时引起活性污泥的膨胀，使出水水质下降。
2、光合细菌处理高浓度有机废水
在10000mg/L以上的高浓度有机废水（浓粪便水、豆制品废水、食品加BOD
５
工废水、屠宰废水等）可用有机光合细菌处理。
（2）细菌对污染物的净化处理
1、通过细菌的分解作用降解环境中的有机污染物
细菌对环境中有机污染物有很强的降解作用。
2、通过细菌的转化作用降低重金属等污染
目前环境中的金属污染主要是通过细菌的转化作用去除的，它主要是通过化学反应，转化一些金属原子、金属离子的形态使其沉淀，然后加以去除。
或者转化金属离子的价态，使其从毒性大的价态转化为毒性小的价态，并溶于土壤液体，从而易于从土壤中滤除。
3、通过细菌的物理吸附性能清除气体污染物
一般说来，空气中的一些无机有害气体常可以通过化能自养型细菌，如硝化细菌、硫化细菌和氢细菌等处理掉。
而对于一些有机废气和一些有恶臭的气体，可以利用一些异养细菌的物理吸附性和一些气体的溶解性，把这些细菌置于不同的介质中，然后让气体通过，即分别以气体吸收法、气体洗涤法和气体过滤法等去除。
4、通过细菌的物理吸附性能清除气体污染物
在自然环境中，由于水体“富营养化”使一些藻类疯长，常会导致一种在淡水中称为“水华”，海水中称为“赤潮”的现象发生。
对水体造成很大危害。
而且这些藻类还会分泌一些毒素，对渔业、旅游业都会造成影响。
微生物技术利用细菌，是清除这类污染的有效措施。
我国厦门大学研究人员从海域中分离到一种叫“S10”的菌株，能有效抑制赤潮藻的生长及产毒能力。
5、细菌作为生物农药在污染防治中的作用
一些化学农药，由于其对环境易造成二次污染、对目标外的生物有杀伤作用，且害虫易产生抗药性，污染不易恢复等特点，逐渐被人们所弃用。
代之而起的则是一种环保型的全新农药一生物农药。
这种农药安全无毒、选择性强，不伤害害虫天敌，且害虫不易产生抗药性，无二次污染。
（3）细菌在污染监测中的作用
细菌是环境污染的直接承受者，环境状况的任何变化会都对细菌的群落结构和生态功能产生影响，因此可以用细菌指示环境污染。
1、细菌总数指示法
在水中生长的细菌，菌落总数时常会发生改变，通过这个变化可以反映水域被有机污染物污染的程度，细菌总数愈多，说明污染愈严重。
目前大肠杆菌作为水质粪便污染的指示菌种，已得到广泛应用。
水体中大肠杆菌的菌落总数可以通过两种方法测定MPN(most probable number)法和膜滤试验法。
如1L水中大肠细菌数不超过3个，则认为水体洁净，可以作为饮用水。
如1mL水体中大肠杆菌数超过了250个，水会变浑浊，则认为水体受到了污染。
所以通过测定水体中大肠杆数，就可以初步判定粪便的污染程度。
2、发光细菌监测法和SOS显色反应法
在水体污染中，时常会有大量的毒性物质存在。
这些毒性物质往往会干扰发光细菌的发光系统，且毒物浓度与细菌的发光强度呈负相关线性关系。
所以可以通过测定发光细菌的发光强度来评价环境中的有毒物质。
（4）细菌在环境修复中的作用
细菌是通过矿化或共代谢作用，使污染物的浓度逐渐降低，达到环境要求的标准值以下来完成生物修复的。
而生物修复的关键，首先是高质量降解菌株的分离。
一般说来，污染环境中，最容易筛选出对污染物有较强降解或超累积能力的细菌。
（５）某些细菌具有生物固氮、硝化、反硝化、及氨化作用
一、放线菌在环境工程或水处理工程中的应用
大多数放线菌为腐生菌，腐生菌在土壤中的分布和数量仅次于细菌，在自然物是循环中起积极作用，促进土壤形成团粒结构，改良土壤，在有机固体废物的填埋和堆肥发酵及废水生物处理中起积极作用。
高温性菌种降解大量有机物，使之框化。
还有的菌种能使石油脱蜡、烃类发酵，脱硫、脱磷。
有的对氰化物、腈类化合物的分解能力很强，适合用于丙烯腈废水生物处理。
在废水活性污泥法处理中，出现过由诺卡氏菌属的某些引起的活性污泥丝状膨胀和起泡现象。
诺卡氏菌：广泛分布在土壤和水中，分解糖类和蜡，能降解水管和排污管的橡
皮垫圈。
纤维化诺卡氏菌、大西洋诺卡氏菌和海洋诺卡氏菌分解纤维素能力很强。
而纤维化诺卡氏菌还能固氮，它分解1g纤维素能固定大气中的氮12mg。
分解石油的有嗜石油诺卡氏菌，分解石蜡和纤维素的诺卡氏菌有石蜡诺卡氏菌、纤维化诺卡氏菌等。
红球菌属：广泛分布在土壤和水生环境中，它们能降解石油烃、清洁剂、苯、多氯联苯和多种杀虫剂，可用于燃料除硫。
三、古菌在环境工程或水处理工程中的应用
喜在极端恶劣环境中生活的微生物叫极端微生物（嗜极微生物）。
极端微生物主要包括嗜酸菌、嗜盐菌、嗜热菌、嗜冷菌及嗜压菌等。
由于它们具有特殊的基因结构，特殊的生命过程及产物，对人类解决一些重大的问题如生命起源及演化等有很大帮助。
极端微生物对极端环境具有很强的适应性和需要性，对极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。
环境工程所涉及的领域广，有极端性质的废水，如高盐分废水、酸性废水、碱性废水极毒重金属废水、低温废水、超高温废水等，还有极高浓度的有机废水。
以上废水涵盖了自然极端环境的所有恶劣条件。
由于长期应用的原因，对于粪便和高浓度有机废水的厌氧硝化处理中的产甲烷菌研究较多，但对其他极端环境的古菌研究相对较少。
因此，加强对它们的研究很有必要，最终目的是希望获得这些菌种，将它们应用于上述废水处理中去。
产甲烷菌：产甲烷菌是古菌中最先被人们认识和应用的。
之所以对产甲烷菌有极大兴趣是因为产甲烷菌在自然界或粪便或污水处理厂剩余污泥的厌氧消化、有机固体废物厌氧堆肥或填埋中，可与水解菌和产酸菌等协同作用，将有机物降解
成的H
2、CO
2
、乙酸、并甲烷化，产生有经济价值的清洁燃料和生物能源——甲烷。