生物方法在水污染修復(fù)中的應(yīng)用研究

劉晉娟

[摘 要]自工業(yè)革命以來，水環(huán)境污染問題也變得越來越嚴(yán)峻，對人類的生存和進步都產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅與制約。因此，做好水污染控制和處理已成為一個世界性話題，受到了全世界人民的共同關(guān)注。在污水處理技術(shù)的研究中，目前，生物處理法已成為主要的水環(huán)境控制和污水處理手段。在現(xiàn)代生物技術(shù)不斷涌現(xiàn)的今天，這一技術(shù)更是成為水污染控制領(lǐng)域的研究重點。基于此，本文對生物技術(shù)在水污染修復(fù)中的應(yīng)用進行了詳實的分析，以供參考。

[關(guān)鍵詞]生物方法 水污染修復(fù) 應(yīng)用

中圖分類號：TP457 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0397-01

前言：當(dāng)前，生物修復(fù)技術(shù)在國際上已蓬勃發(fā)展，隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和人們環(huán)保意識的增強，對生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的需求也越來越大，生物修復(fù)已從單一的環(huán)境目標(biāo)治理，發(fā)展為廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護的各個方面，并且開始影響其他行業(yè)。

1 生物技術(shù)概述

生物技術(shù)，是指人們利用現(xiàn)存的生物進行體內(nèi)物質(zhì)和能量運動原理生產(chǎn)出對人體及環(huán)境有益的物質(zhì)。通常來說，生物技術(shù)是指利用微生物、動植物的生理活動對被污染的物質(zhì)進行加工、處理和修飾，最后生產(chǎn)出對環(huán)境有益的物質(zhì)。

70年代之后，環(huán)境生物技術(shù)治理廢水進入大發(fā)展時期，針對特定高濃度有毒廢水已經(jīng)培育出靶向，較高活性菌種。80 年代，國際合作及發(fā)展組織就對生物技術(shù)有了明確的定義，隨著生物技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，現(xiàn)代生物技術(shù)作為一種新型的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)被世界廣泛接受和使用，現(xiàn)代生物技術(shù)主用包括基因工程、酶工程以及細胞工程。進入90年代通過遺傳學(xué)改造，菌種更加適應(yīng)廢水處理要求。該技術(shù)應(yīng)用于廢水處理中有如下優(yōu)點：1.生物吸附力強，沉降效果好。2.生物具有很強的降解能力，處理效率高。3.處理量大且方法應(yīng)用成熟。4.無二次污染。

經(jīng)過不斷地摸索和探究，人們發(fā)現(xiàn)利用生物的生理特征可以有效治理水污染，如降解能力、吸附能力，這樣既可以節(jié)省成本又可以獲得高水平的污水處理效果，但由于目前生物技術(shù)仍處于初級水平，并不能很好地控制生物在外界因素影響下仍能高效地進行污水凈化處理，因此生物技術(shù)在水污染治理中仍然存在許多問題有待于進一步優(yōu)化。

2 生物方法再水污染修復(fù)中的應(yīng)用分析

2.1 水生植物的應(yīng)用分析

水生態(tài)修復(fù)是指在遵循自然規(guī)律的前提下，采取各種工程、生物和生態(tài)措施使水體恢復(fù)自我修復(fù)功能，強化水體的自凈能力，修復(fù)被破壞的水生態(tài)系統(tǒng)，使之既可最大限度為人類所利用，又可使系統(tǒng)達到自維持狀態(tài)。

水生植物是水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在物質(zhì)循環(huán)和能量傳遞方面起調(diào)控作用，在水生態(tài)修復(fù)中的作用方式主要包括物理過程、吸收作用、協(xié)同作用和化感作用。其在水生態(tài)修復(fù)過程中，主要是通過龐大的枝葉和根系形成天然的過濾網(wǎng)，對水體中的污染物質(zhì)進行吸附、分解或轉(zhuǎn)化，從而促進水中養(yǎng)分平衡；同時通過植物的光合作用，釋放氧氣，使水體中的溶解氧濃度上升，抑制有害菌的生長，減輕或消除水體污染。按照水生植物的生長特點，應(yīng)用在水生態(tài)修復(fù)中的水生植物主要分為挺水植物、浮水植物、沉水植物等三大類。

2.2 固定化微生物技術(shù)的應(yīng)用分析

固定化微生物技術(shù)是生物工程領(lǐng)域中一個亟待解決的難題，自從二十世紀(jì)八十年代開始至今，國內(nèi)外學(xué)者大力鉆研這一工作新技術(shù)，也是的這一處理技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和廢水處理中得到了廣泛的采用，并且取得了巨大的工作成績。截至目前，這一技術(shù)在應(yīng)用中有效的形成了以高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等為主的處理方式，且形成了一個系統(tǒng)化的處理流程。這種技術(shù)的個一方面為污水處理的提供了高質(zhì)保障，另外一個方面也為水處理提供了可回收利用基礎(chǔ)。

2.3 動物修復(fù)

動物修復(fù)主要是利用水生動物對水體中有機和無機物質(zhì)的吸收和利用來凈化受污染的水體，一般是通過呼吸道、消化道、皮膚等途徑。利用生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中的蚌、螺、草食性浮游動物和魚類，直接吸收營養(yǎng)鹽類、有機碎屑和浮游植物，可取得顯著的效果。浮游動物主要包括原生動物和后生動物， 污水處理中常見的原生動物有肉足類、鞭毛類和纖毛類， 常見的后生動物有輪蟲、 甲殼類和昆蟲及其幼體等。浮游動物能分泌有利于細菌凝聚的物質(zhì)， 并且本身在沉降過程中挾帶細菌下沉， 從而改善了污泥的沉降性能； 浮游動物能吞食浮游植物和污泥碎片， 并能活化細菌； 浮游動物對毒物比細菌敏感， 可對污水中的毒性起到監(jiān)測作用。

魚類能夠以浮游植物和浮游動物為食， 有效地抑制后兩者的過度繁殖， 避免二次污染， 使修復(fù)作用達到最佳效果。動物在水污染修復(fù)中主要起輔助作用，但它在處理污染物質(zhì)的同時增加了經(jīng)濟效益及觀賞效益，是傳統(tǒng)生物修復(fù)的必要補充。

2.4 聯(lián)合修復(fù)

隨著生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，單一修復(fù)技術(shù)優(yōu)缺點并存的結(jié)果已無法滿足污水處理的需求，生物聯(lián)合修復(fù)已得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。人工濕地是通過對自然濕地的模擬形成人工生態(tài)系統(tǒng)，其凈化機理獨特而又復(fù)雜。利用污水——微生物——水生植物——水生動物復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收、微生物分解和動物消費來實現(xiàn)對污水的高效凈化，是目前應(yīng)用比較廣泛的生物修復(fù)技術(shù)。近年來，我國將該技術(shù)廣泛應(yīng)用于城市污水處理和景觀水體凈化方面，并逐漸擴展至處理農(nóng)業(yè)污水、暴雨徑流和富營養(yǎng)化水體等。

3 生物技術(shù)修復(fù)水污染問題的未來發(fā)展展望

生物技術(shù)是一項很有前途的交叉學(xué)科，尤其在水污染治理方面，技術(shù)應(yīng)用成熟，治理效果好，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用。就我個人認知而言，未來環(huán)境生物技術(shù)在水污染上的

實踐突破著重在兩方面。第一，在原有的技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)靶向更強，效率更高的菌種，同時尋找更有效的生化反應(yīng)催化劑，提高活性污泥技術(shù)與生物膜技術(shù)對污水的處理能力，以期接近“零排放”。第二，尋找新的環(huán)境生物技術(shù)，以期能從源頭上治理水污染，在工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)過程中治理，真正阻斷廢水的產(chǎn)生途徑。

對于“三廢”中最直接影響人們健康與食品安全的廢水，環(huán)境生物技術(shù)給出的成熟方法不是我們裹足不前的理由。目前，對已經(jīng)應(yīng)用的環(huán)境生物技術(shù)的機理研究還不太成熟，各科研機構(gòu)的環(huán)境生物技術(shù)方向的研究員從活性菌種、生化反應(yīng)器、曝氣池等多方面進行研究工作。特別是著眼于微生物與外界環(huán)境物質(zhì)相互作用及新陳代謝的各種生化反應(yīng)機理、活性菌種的群落功能和其自身結(jié)構(gòu)性質(zhì)、曝氣池厭氧池和高效膜反應(yīng)器的改進及化工分離單元中濾餅材料的選擇應(yīng)用，這些都將直接影響環(huán)境生物技術(shù)對污水的處理凈化能力以及應(yīng)用這種技術(shù)的經(jīng)濟性。因此，在物理化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)研究的基礎(chǔ)上對環(huán)境生物技術(shù)優(yōu)化以及再創(chuàng)造是非常必要的，環(huán)境生物技術(shù)在廢水處理領(lǐng)域也必然會發(fā)揮越來越重要的作用。

結(jié)語：綜上所述，目前，有關(guān)水生植物在水生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用研究，除了考察水生植物生態(tài)修復(fù)的效率及影響因素外，還應(yīng)注重水生植物的使用和管理水平，并考慮多物種的組合研究， 充分發(fā)揮水生植物之間的協(xié)同性，以達到水生態(tài)修復(fù)的目的。而在水生植物資源利用化途徑研究方面，由于每種水生植物往往可代謝積累多種產(chǎn)物， 具有多種資源利用價值，因此應(yīng)該注重代謝產(chǎn)物的綜合利用，從而提高其生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。

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