環(huán)保工程中生物技術(shù)的應(yīng)用探討

張長(zhǎng)維

摘要：隨著近年來(lái)我國(guó)科學(xué)技術(shù)實(shí)力的增強(qiáng)，生物工程作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的前沿學(xué)科，在環(huán)保領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在處理環(huán)境問(wèn)題時(shí)所發(fā)揮的作用越來(lái)越突出，優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，隨著新一輪生物技術(shù)浪潮的到來(lái)，生物工程技術(shù)會(huì)成為解決現(xiàn)代環(huán)境污染問(wèn)題的有效途徑。

關(guān)鍵詞：環(huán)保工程；生物技術(shù)；應(yīng)用方式；問(wèn)題研究

引言

科學(xué)家認(rèn)為，生態(tài)環(huán)境是人類存在的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類滿足自身發(fā)展建設(shè)的必要條件，缺乏生態(tài)環(huán)境支撐，人類社會(huì)難以保持正常的發(fā)展態(tài)勢(shì)。隨著近年來(lái)人類社會(huì)物質(zhì)財(cái)富快速增加，生態(tài)環(huán)境與人類社會(huì)之間形成了矛盾。人類社會(huì)已經(jīng)難以保持正常的發(fā)展態(tài)勢(shì)。在我國(guó)，隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，生態(tài)環(huán)境急劇惡化，其中“廢氣、水源污染、固體廢棄物污染成為了最突出的問(wèn)題。據(jù)權(quán)威統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)所有城市每年產(chǎn)生的垃圾總量高達(dá)一億噸，是改革開(kāi)放初期的120倍，是本世紀(jì)初的15倍，我國(guó)一二線城市20%的面積都被垃圾所覆蓋。此外，我國(guó)30%的城市用水被污染，陸上淡水總量的40%都是受污染的水源。因此，利用生物技術(shù)緩解城市的水源污染問(wèn)題已經(jīng)成為了環(huán)境治理的重中之重。科學(xué)家認(rèn)為，將生物技術(shù)全面引入到城市水源污染治理中已成為當(dāng)務(wù)之急，或者說(shuō)，只有利用生物技術(shù)治理水源污染才可能從根本上緩解城市的水源污染問(wèn)題。

1.生物膜方法

經(jīng)過(guò)現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，生物過(guò)濾方法與生物膜方法是處理水源、空氣、固體廢棄物污染的有效途徑。生物膜方法是把人類生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的各種廢氣中的有害物質(zhì)以生物技術(shù)轉(zhuǎn)換為一般性的細(xì)胞質(zhì)和液態(tài)水。例如二氧化碳及中性鹽技術(shù)就是典型的生物技術(shù)，原理較為簡(jiǎn)單，主要是把微生物附著到有透氣孔的生物質(zhì)表面，通過(guò)填料圖層吸附廢氣中的微小顆粒，通過(guò)微生物的新陳代謝把對(duì)生物體有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)和水，后期借助微生物實(shí)現(xiàn)直接分解，轉(zhuǎn)化為二氧化碳及中性鹽。上述生物膜除臭工藝有三大階段，包括汽液擴(kuò)散階段、液體固體轉(zhuǎn)化階段、生物直接固化階段等，有著極強(qiáng)的可操作性。在現(xiàn)代環(huán)境污染處理中，生物膜技術(shù)已有了廣泛應(yīng)用，科學(xué)家大量利用生物膜技術(shù)處理受到污染的廢氣源，將廢氣污染度降到最低，以保障城市空氣清潔。

1.1生物膜方法的工藝流程

生物膜法在廢氣處理中有著極為簡(jiǎn)單的操作原理，主要利用微生物對(duì)廢氣物質(zhì)進(jìn)行固定，以減少環(huán)境因素對(duì)廢氣的影響。首先要對(duì)廢氣進(jìn)行搜集，將廢氣集中輸入到洗滌塔中，還很好喝，將各種廢棄物質(zhì)加濕加熱，并進(jìn)行頭次過(guò)濾，以保障廢氣獲得初步處理。對(duì)廢氣加濕加熱之后，利用微生物對(duì)進(jìn)入過(guò)濾塔氣體進(jìn)行生物凈化，主要作用媒介就是生物過(guò)濾塔，所凈化的物質(zhì)包括所有有害的氣體，在微生物對(duì)氣體綜合處理完之后，利用抽風(fēng)機(jī)將生物塔內(nèi)部的氣體進(jìn)行排空。

微生物的成長(zhǎng)需要有穩(wěn)定的環(huán)境機(jī)制，要有足夠的水源能夠?yàn)槲⑸锓敝程峁┪镔|(zhì)支撐。首先洗滌泵提供洗滌塔所需要的主要水源之后，水順著洗滌塔內(nèi)部的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)，從洗滌塔的頂部噴出與洗滌出來(lái)的污染物一同回流到儲(chǔ)水箱，能夠進(jìn)行有效的循環(huán)。其次，生物塔內(nèi)部的噴淋泵在生物處理廢棄過(guò)程中，要給生物提供足夠的水源，氣體和液體要逆時(shí)針循環(huán)，以保證內(nèi)部循環(huán)機(jī)制的正常運(yùn)行。最后，外部環(huán)境機(jī)制和微生物進(jìn)行能量交換和物質(zhì)交互，充分滿足生物進(jìn)行能量處理所必定的消耗物質(zhì)，保障處理機(jī)制正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.生物過(guò)濾法原理

生物過(guò)濾法是廢氣處理中常用的生物制方法，主要通過(guò)微生物對(duì)所收集的廢氣進(jìn)行填料，并在特定的環(huán)境機(jī)制下，利用微生物對(duì)廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸收，而后對(duì)有害物質(zhì)進(jìn)行降解，這樣廢氣除臭基本完成。完成物質(zhì)轉(zhuǎn)化這一功能的主要載體是微生物，其成長(zhǎng)和培育，乃至后期降解處理都需要有充足的養(yǎng)料支撐，因此其內(nèi)部填料就需要有充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以保證微生物有著較高的活性。微生物成長(zhǎng)環(huán)境的好壞，直接影響了微生物的繁殖速率，所以在改變微生物生長(zhǎng)環(huán)境的情況下，就要注意其環(huán)境機(jī)制的控制，包括空氣中的含氧量、濕度、溫度變化等因素。

一般而言，生物過(guò)濾方法的固體載體選擇具有多樣性，可以在配料中培養(yǎng)的微生物種類較多，因此前六四身要有較大的表面積，不能有其他味道，結(jié)構(gòu)均勻，有的較強(qiáng)的吸水性，能夠?yàn)槲⑸锍砷L(zhǎng)提供充足的物質(zhì)支撐。我們生活中常見(jiàn)的塑料制品及其他纖維制品，包括樹(shù)葉、草木等植物都是主要的選擇對(duì)象。

3.在水體污染中的應(yīng)用

從目前兩種生物技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，生物過(guò)濾法和生物膜法在水體污染處理中有的廣泛的應(yīng)用，水體受到嚴(yán)重污染后，其內(nèi)部存有較多的毒害物質(zhì)、重金屬、各種化學(xué)元素等。主要的實(shí)施原理為，微生物自身會(huì)有一些生命體態(tài)活動(dòng)，在相應(yīng)的活動(dòng)表現(xiàn)機(jī)制中，會(huì)對(duì)有些毒害物質(zhì)進(jìn)行快速轉(zhuǎn)化，以此來(lái)降低其毒性，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的有效凈化。近年來(lái)，應(yīng)用到污水處理方面的技術(shù)主要為固體化細(xì)胞技術(shù)和固體化酶技術(shù)等。其中固體化酶技術(shù)主要采用的是化學(xué)鍵合法，將水溶性酶及不溶性載體進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能促使酶成為一種具有催化性的延伸物質(zhì)，不會(huì)與水相融合，利用相應(yīng)的化學(xué)方法制備固化酶，能夠?qū)ξ⑸镏泻械募?xì)胞實(shí)施有效固定，最終獲取固定化的細(xì)胞，此種技術(shù)對(duì)于水體中一些有機(jī)污染物及無(wú)機(jī)物處理有著較好的作用，適宜大規(guī)模使用和普及。

4.在固體廢棄物及污染土壤處理中的應(yīng)用

生物處理方法在固體廢棄物處理中也有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)于污染土壤中存在金屬的處理，主要采用的是微生物法、植物修復(fù)等。全面利用微生物對(duì)污泥及金屬進(jìn)行處理，在對(duì)重金屬進(jìn)行處理時(shí)，其ph值極為重要，是主要的參考依據(jù)。在對(duì)固體廢棄物中間數(shù)的形式轉(zhuǎn)化進(jìn)行加速處理時(shí)，對(duì)于微生物的特性運(yùn)用較多，如代謝及吸附性。而植物的修復(fù)技術(shù)主要指運(yùn)用植物對(duì)環(huán)境進(jìn)行降解處理，所運(yùn)用到的媒介都是植物本體及有關(guān)的微生物。植物處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)較多，極為簡(jiǎn)便環(huán)保，但是對(duì)土壤有一定的要求，此技術(shù)的應(yīng)用對(duì)相應(yīng)的治理植物有著嚴(yán)格的要求，需要一些能抗重金屬特性的植物對(duì)固體廢棄物或土壤中的重金屬元素進(jìn)行處理，將重金屬的擴(kuò)散降到最低程度。

綜上所述，隨著我國(guó)科技的發(fā)展，我國(guó)的生物工程技術(shù)也得到了廣泛進(jìn)步，人們對(duì)于生活環(huán)境的關(guān)注也進(jìn)一步提升，生物工程技術(shù)被人們廣泛應(yīng)用到生活生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。在生物技術(shù)的應(yīng)用完善中，能夠?qū)Ω黝惌h(huán)保工程問(wèn)題予以妥善解決。只有在環(huán)保工程中多元化運(yùn)用生物技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的污染難題，設(shè)定不同的處理方案才能保證我國(guó)環(huán)保事業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，降低空氣、水源、固體廢棄物的污染程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭玉燕.生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2014（23）：27-34

[2]賀海韜.淺述現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的發(fā)展及應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保.2013（06）：90-95

[3]何利華，陳國(guó)慶.生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用探討[J].北京農(nóng)業(yè).2013（24）：24-28