淺談現代生物技術在凈化水質污染中的應用

李 曉（華科大附中，430070）

淺談現代生物技術在凈化水質污染中的應用

李 曉（華科大附中，430070）

隨著生物技術的不斷進步，其在污染水質凈化領域有著越來越重要的作用和現實意義。本文從微生物酶以及微生物自身對污水凈化的概述來分析現代生物技術在污水凈化中的重要性。旨在推動現代生物技術在凈化水質污染中的進一步應用，提升其水質污染的凈化水平，從而有效地凈化污染水質。

現代生物技術；水質凈化；水質污染

1 引言

在國內，污水的治理模式分為物理法、化學法和生物法。其中，物理法僅對水中的懸浮物的凈化有比較好的效果，而化學凈化方法又基于其特殊的化學性質在實際的應用中存在著大量的不足之處，諸如其強毒性不僅對人體有害，更會污染水體環境。因此，作為污水綠色凈化方法，現代生物技術將有著重要的現實價值。

2 現代生物技術在凈化水質污染中的應用

現代生物技術是一項以微生物及其代謝產物的酶為研究對象的一門綜合技術，包括蛋白質、基因以及細胞工程等。因此，從主體的角度看，應用于凈化水質污染中的現代生物技術主要體現在兩個方面：微生物酶以及微生物自身的分解作用。

2.1 微生物酶解技術

微生物酶解技術就是利用生物體內及代謝產物中的酶的分解作用，從而達到水質凈化的目的。目前用于凈化污染水的酶有氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂解酶以及合成酶等。比如磷酸酶是常見的除磷酶，通過分解水中的污染物磷酸單酯得到磷酸根離子，從而達到“去磷”的目的?；诿傅膶Ｒ弧⒏咝А⒕G色環保以及便捷等特點，微生物酶技術廣泛應用于污染水的凈化中。但與此同時，酶也存在著對溫度的要求比較高，易受pH的影響等缺陷，影響了酶的進一步應用[1]。

2.2 微生物自身

微生物在生命活動過程中，能夠對水中的污染物轉移并分解。利于這一特性，微生物自身被廣泛地應用于水質污染凈化中。

2.2.1 微生物分解作用

微生物分解有機污染物的效果可以從接觸時間、接觸面積以及基因改造等方面來得到優化。因此，從這三個角度出發，相應的技術分為如下幾種：

（1）生物反應器技術就是一項通過增加微生物與污染物接觸與反應的時間來提高凈化效率，通過在反應容器的一個表面積比較大的載體，微生物富集在這個載體上形成了一個巨大的膜，通過反應器的隔離作用，使得微生物膜與污染物的接觸時間更長，從而提升了微生物的分解能力，當前世界上最大的反應器體積在2000m3，該項技術廣泛地應用于歐美國家[2]。

（2）固定化技術，也就是通過將微生物固定在一定的范圍內，通過微生物的自我繁殖形成了生物污泥，這些生物污泥中的微生物是經過篩選出來的特種菌，具有高效的分解污染物能力。諸如脫色細菌、脫磷細菌以及脫氮假單胞菌等。目前，循環式污泥法在污染水凈化中的應用非常廣泛，技術相當成熟?；谠摷夹g的CAST工藝廣泛應用于污水處理廠和處理站的污水處理中，表1為當前我國應用該項工藝的處理污水規模。

（3）基因改造技術，從基因的角度對微生物的DNA進行改造與重組，從而增強微生物的分解能力、分解速度以及產酶能力等，從而有效地分解自然界中一些難以分解的合成有機污染物。目前，通過基因重組獲得了相應的高效專一菌種，諸如可以轉化TNT的芽孢桿菌，其轉化效率高達90%。此外還有一些對諸如乙腈類的化合物具有高效分解能力的裂腈桿菌。

表1 國內應用CAST工藝的主要污水處理廠和處理站

2.2.2 微生物的物理作用

目前，水中的污染物除了常見的有機物質、無機物、固體懸浮物以及重金屬等。對于一些常見的有機物之類的污染物，通過相應的酶和篩選或者基因改造的微生物的分解作用就可以對這些污染物進行徹底地凈化，而對于一些重金屬之類的污染物，這些方法顯然沒有任何效果。因此，目前利用微生物的物理作用來消除重金屬類的污染物成為污水凈化的首選手段。其主要體現在兩個方面：一方面通過微生物的富集作用，將水中的重金屬類的污染物轉移到微生物體內，從而實現了水中重金屬含量下降的目的。其轉化重金屬例子的主要方式對重金屬的主動與被動堆積、金屬轉化以及產生活性物質絡合金屬[3]。另一方面，微生物在生命活動的過程中可以產生絮凝物質，這些天然的高分子物質可以有效地吸附重金屬。姚敏杰等[4]研究發現生物絮凝物質可以很好的吸附廢水中Fe3+、Al3+、Pb2+以及Zn2+等，但重金屬的濃度增加，絮凝物質的效果反而下降，其相關機制有待進一步研究。

3 結語

總之，現代微生物技術已然成為凈化污染水質領域的熱門技術。從酶的溫度要求高、易受pH影響以及微生物的環境耐受性差異等方面看，如何高效開發與利用微生物技術來有效地凈化污染水依然任重道遠。但現代微生物技術已然成為當前最新的也是必然的發展趨勢，在未來必將為環境的治理作出更多的幫助。

[1]解艷萃，王建輝.污水生物處理工藝微生物酶體系[J].科技與企業，2014（12）：375.

[2]朱澤華.現代生物技術在水污染控制中的應用[J].科技致富向導，2011（30）：284.

[3]孫嘉龍，李 梅，曾德華.微生物對重金屬的吸附、轉化作用[J].貴州農業科學，2007，35（5）：147-150.

[4]姚敏杰，連 賓.微生物絮凝劑對高濃度重金屬離子廢水絮凝作用研究[J].環境科學與技術，2009，32（11）：1～4.

X505

A

2095-2066（2016）33-0004-01

2016-11-12