1.2 环境微生物学的研究对象和任务
1.2.1 环境微生物学的研究内容
环境微生物学研究与环境科学有关的微生物及其生命活动规律，它是研究微生物和环境之间相互关系的科学。环境微生物学所针对的研究对象是在自然和人工环境中存在的微生物，其研究内容包括微生物的形态、细胞结构及其功能，微生物的营养、能量和物质的代谢、生长、繁殖、遗传、变异等方面的基础知识，也包括栖息在各种自然或人工环境中的微生物及其生态，饮用水的卫生细菌学，物质在自然界中的循环和转化，环境对污染物质的净化，以及污染物的微生物处理和污染环境的生物修复等方面的原理。
因此，环境微生物学是微生物学与环境科学的结合，属于边缘学科，也属于应用学科，既强调基础理论知识的学习，同时也十分强调这些知识在生产实际中的应用。
环境微生物学的研究任务是利用微生物来解决人们面临的各类环境问题。具体来说，就是要充分利用有益的微生物资源为人类造福，同时要防止、控制和消除微生物可能对人类造成的危害，化害为利。如消灭病原微生物和利用有益微生物来处理环境中的各种有害物质。
虽然有害的微生物是少数，但它们对人类的危害却很大。细菌、病毒、霉菌、变形虫等的某些种会引起人类的各种疾病，如肝炎、肠道传染病、伤风、感冒等；黄曲霉会产生具有强烈致癌作用的黄曲霉素；在农业、畜牧业、林业上的病害，许多与微生物有关；平时日常生活中食品及物品的腐败、霉变等。在环境领域中，同样会由于微生物的活动造成对人类生活、生产活动的危害，甚至危及人类本身的健康。如硫细菌和铁细菌的活动会引起管道堵塞与锈蚀；微生物的活动使进入环境中的汞被甲基化，产生毒性更大的甲基汞；在富营养化的水体中，由于一些藻类的活动所引起的湖泊“水华”和海洋“赤潮”等。
当然，不能由此形成错误的认识，似乎所有的微生物都是有害的，其实不然。事实上，除了少数有害微生物，更多的是有益微生物，它们给人类的生活、生产带来大量的好处，甚至可以说我们已经离不开这些微生物。自古以来，有益微生物就被人类广泛应用，传统的酿酒工艺，制酱、醋，发面等，都是人类对微生物的成功利用。到了近代，微生物被应用在发酵工业中生产乙醇、丙酮、各种有机酸、氨基酸、抗生素，在医药、印染、石油、矿业等行业中，都有成功利用微生物的例子。在农业生产上，微生物被用作农肥（如固氮菌肥，磷、钾细菌肥料等），用于植物病虫害的生物防治（如苏云金杆菌作为杀虫剂）等。在我们的日常生活中，同样离不开微生物，例如酸菜、酸牛奶的制作等，都需要在有益微生物的协助下完成。
在环境科学领域，同样可以看到微生物所发挥的巨大作用。
自然界（如水体）受到污染，人们当然可以采取一些物化指标（如特定污染物的浓度、pH、COD、BOD5等）来反映，但一般来说，测定这些指标比较麻烦，而且反映的综合性也不够。因此，人们开始注意到利用生物来监测环境的污染情况，这种方法称为生物监测，用于生物监测的生物称为指示生物。生物监测可以利用动物、植物，其中微生物也有着重要作用，例如在水体中，针对不同的污染程度，会出现不同种类和数量的微生物，由此可以判断水体的污染情况。
在环境污染治理中，需要对污染物质进行处理，处理废水、废物和废气的方法很多，其中生物处理法占重要地位。它具有经济、高效的优点，并且可以达到无害化。微生物是废物生物处理、净化环境的工作主体。到目前为止，生物治理仍然是最经济、有效的方法之一，特别是在废水的治理方面，已经有大量的应用实例。有关这方面的内容，将在以后的课程学习中进行详细的介绍。
今天，全球气候变暖已经成为一个不争的事实，而CO2浓度增加被认为是其中的重要原因。在整个地球生态系统的物质循环过程中，微生物的作用是十分显著的，如何利用微生物（包括光合微生物和非光合微生物）来固定CO2，减缓温室效应，近年来受到许多研究者的青睐。这对保护环境、实现人类社会的长期可持续发展，是十分有意义的。
1.2.2 学习环境微生物学的意义
学习环境微生物学，对于每个从事环境科学领域工作的人都有着很重要的理论和实践意义。没有环境微生物学的知识，就无法去理解各类环境问题，也不可能去应用和开发新的微生物治理技术，因此，必须学习并掌握环境微生物学的知识。
通过学习环境微生物学，可以了解和揭示微生物在自然界中的地位和作用，了解微生物在物质和能量的转化、循环中所处的特殊地位和发挥的重要作用。微生物中的光合细菌、蓝细菌、微型藻类等，能利用光能进行有机物的合成，它们是生态系统中的初级生产者。更加重要的是，大多数微生物又是自然生态系统中的主要分解者，很难想象如果没有微生物的作用，地球表面将是什么样的情景。微生物的分解作用使有机物被分解，自然界的物质不断被循环，也就造就了今天生机勃勃的自然界。
通过学习环境微生物学，可以更清楚地认识环境问题的产生和造成危害的原因。微生物既能给人类带来福音，也会给人类带来危害，一些环境问题的产生有其生物学的背景和原因，有些微生物的活动会引起或加剧环境的污染，甚至会危及人类本身的健康，通过这方面的学习和研究，可以避免和防止微生物对人类及其环境引起的麻烦和危害。
通过学习环境微生物学，可以更好地掌握和应用各种生物处理技术。环境生物处理技术是建立在对体系内微生物的认识和利用的基础上的，微生物是个宝贵的资源库，要开发利用这个宝库，有效地利用微生物保护环境，同样需要我们对微生物有更加深入细致的了解和研究。