1.1 環境微生物學的形成和發展
微生物個體微小，在自然界中廣泛存在，并且起著巨大作用。隨著環境問題的日益嚴重，環境科學得到迅速發展，而環境微生物學作為環境科學的一個重要分支，在20世紀60年代后期興起，半個世紀來，已經逐漸發展成為一門獨立的學科，在環境科學研究和環境問題解決中發揮著越來越大的作用，成為環境科學和環境工程的重要理論基礎。
隨著工農業生產的發展，人口增加，人類活動對環境的影響越來越大，其中大量的污染物質進入環境，給自然界造成的影響是空前的，自然的凈化能力已經無法應對。從20世紀起，在發達國家首先出現嚴重的環境污染問題，相繼出現公害事件，如美國洛杉磯的光化學煙霧、英國倫敦煙霧、日本四日市的哮喘病、熊本的水俁病以及神川的骨痛病等，對人類本身的生存造成極大的危害。我國也不例外，隨著社會經濟的迅猛發展，環境問題也日益凸顯，目前我國的各主要江河湖泊都不同程度地被污染。在一些大中城市，不僅由于水污染問題出現水質型缺水，而且大氣污染問題同樣令人擔憂，固體廢物的處理現狀也不理想。在農村地區，隨著鄉鎮企業的發展和大量使用農藥、化肥，各類污染問題也越來越嚴重。
一些發達國家從20世紀50年代開始治理環境，經過多年的努力，其環境質量已經有了明顯的改善，其中一個眾所周知的例子就是英國泰晤士河的治理，今天的泰晤士河河水變清，并有魚類在其中生長。在我們國家，黨和政府一貫高度重視環境保護問題，多年來，我國在環境保護方面投入了大量的人力、物力，相關的政策法規也日益完善，環境保護是我國的國策，但是環境問題的形成是個歷史的過程，解決環境問題也不是一朝一夕的事情，我們仍然面臨著許多困難，要做的工作仍然很多。
微生物在環境保護和環境治理中起著舉足輕重的作用。微生物容易變異的特點使它具有無可比擬的多樣性和適應性，能夠對多種污染環境進行適應和治理。而現代生物學的發展促進了微生物學的發展，也同樣使微生物在環境領域中的應用得到進一步拓展，人們對污染物高效降解菌的篩選馴化，污染物降解途徑的研究，基因工程菌技術的進展，污染物工業化處理中涉及的反應器、機械、電力、供氣、監測和控制技術的完善，對污染物的物理、化學、生物監測技術的進步等，都為環境污染控制打下了堅實的基礎。
進入21世紀以來，可持續發展已經成為全人類的共識，一些新的環境問題不斷出現，如全球CO2的濃度增加所導致的氣候變化、新的致命病毒流行等，都對環境微生物學工作者提出了新的要求，加強這方面的研究無疑是很有意義的。