□李鍵佳
現階段,在環境工程方面可采用的技術較多,通過多種環境工程在工程設計中的應用,逐步提高不同工程建設的環保性,尤其是基因工程的應用和發展進一步為環境工程技術的應用提供了更多選擇,保證了環境工程的順利實施,本文主要就環境工程技術的應用進行了分析。
環境工程這一概念提出的時間較長,大多數人們認為環境工程就是環境保護工程,實際的環境工程涉及到的保護內容較多,比如:動物、植物、人類等。具體的環境工程主要是對環境污染的測量、控制、預防、保護等。根據《國家環境保護標準》中的相關要求,在環境工程施工中采取一定的技術措施對自然資源、自然環境進行保護,防止環境污染。常用的有物理污染控制技術、水污染防治技術、生態修復工程技術。
環境工程建設中對資源管理有嚴格的要求,根據環境工程建設學科的相關內容可知,實現資源利用是重點。在可持續發展理念要求下,環境工程技術和管理以及法律方面有一定的聯系,環境工程師不僅是技術行家,同時也需要具備一定的交流能力。在城市發展階段,水污染和固體廢棄物等是城市污染的重要因素,在治理過程中需要掌握污水類型,合理對資源進行處理。對污水而言,處理原則需要結合集中處理和分散處理,只有實現城市內部水循環的利用率,才能滿足分級處理要求,近些年來城市強化對雨水的回收和利用,充分利用現有的工程技術將水處理后應用到灌溉草地中。部分水被應用到城市公園中,對于減少城市水資源的浪費起到了重要的作用,如何強化對城市生活污水以及工業污水的處理成為實施管理的重點所在,為了實現水資源的合理利用,環境工程師需要致力于工程建設中,減少水能耗,必須充分利用環境工程技術,適應生態城市建設要求。
(一)在環境工程污水處理中的應用。在環境工程中一個重要的技術方法就是對污水的處理,尤其是在污水中存在的好氧型細菌菌落結構以及功能會隨著溫度的變化而變化,借助于DGGE技術能夠對溫度不同情況下對應的細菌菌落結構以及功能進行分析。
對于污水中的氨和氮主要采用硝化方法,在硝化方法過程中可借助于氨氧化細菌將氨氧化為亞硝酸鹽。也就是說在這個過程中,采用的氨氧化細菌發揮著重要作用,通過進一步分析,該氨氧化細菌具有生物種群少、生長速度低的特點。在早期的細菌培養、分離以及分析過程中需要耗費大量的人力,現階段,可采用較多的技術方法,比如:PCR16SrDNA擴增技術、功能基因克隆技術等。對于高濃度的氨氮廢水在處理過程中,需要對活性污泥的品種、氨氧化細菌的種類、氨氮加氧酶活性等進行分析。通過PCR-DGGE技術能夠實現對樣品中菌群的研究,已有資料顯示,采用PCR-DGGE能夠更好地對污水中的氨氧化細菌種類、結構以及功能進行分析。
(二)PCR-DGGE在污泥生物處理中的應用分析。污泥在處理過程中對于污泥的穩定化要求較高,而微生物的穩定性又會直接影響到污泥的穩定性,DGGE指紋圖譜技術的應用為污泥處理中細菌的種群多樣性以及動態變化提供了有效方法。研究結果顯示,采用生物法中污泥堆肥的時間不超過8天,使用DGGE指紋圖譜結合相似性系數能夠對污泥堆肥不同工藝流程的樣品進行全面分析,隨著反應的進行,微生物生態結構的相似性系數會逐漸增加,也就是說微生物種群會逐漸地實現穩定。通過污泥微生態種群的合理選擇,有助于及時地對污水中不同微生物的種類以及結構進行調整。
(三)PCR-DGEE在廢氣生物處理中的應用。在具體處理過程中由于污水中本身有酸性以及堿性之分,通過PCR-DGEE技術可對污水中微生物種群的多樣性以及生物種群結構進行分析,通過不同技術手段對濾池內微生物種群相關情況進行分析,通過PCR測序技術、DNA片段提取、T載體克隆等,選擇出合適的微生物菌群,進而依靠微生物實現對廢氣的處理。通過仔細的研究和分析,對于強酸性環境,采用微生物研究有較大的影響,而在中性污水中微生物的種類較多,細菌種群的差異性會受到濾池層次差異的影響,通過反復的研究和分析,在污水廢氣處理中采用硫氧化細菌有較好的應用效果。通過DGGE技術可對含氨廢氣處理中微生物的種類和結構進行分析,隨著研究的深入,微生物種類的多樣性和反應器允許時間有關,時間越長,細菌微生物的種類會降低,在填料方法方面,采用堆肥填料有助于提高微生物細菌的多樣性。從而保證較好的處理效果。
(四)PCR-DGEE技術在污染物代謝途徑中的應用。PCR-DGEE技術在實際應用過程中相對于常規的微生物分析技術,在分析過程中不需要進行微生物的分離、培養等,簡化了微生物分析操作,降低了操作過程中存在的各種誤差,采用PCR-DGEE技術只需要提取微生物總的DNA,通過PCR擴增,并使用DGGE對擴增產物進行分類和分析,避免了微生物培養過程中的局限性,提高了微生物分析的速度和準確性,在分析中可根據實際情況同時進行多個樣品分析。在特定污染物代謝途徑研究中,PCR-DGEE技術可對特定污染物的代謝,有學者借助于PCR-DGEE技術對四氯乙烯、聚氯聯苯、氯苯脫氯等反應中微生物種群結構進行分析,最終發現了DF-1細菌。此外,在石油污染水體降解芳香烴中微生物群落特征研究中也具有重要應用。
環境工程最根本的任務是保證人類生存的環境基本需求,這和環境管理體系中的規定是保持高度一致的。環境工程管理通過采取合適的管理方法來實現環境管理系統的升級和完善,使其達到正常穩定工作的狀態。在進行環境工程活動時,在完成任務的基礎上還要將成本控制到最低,用最小的成本消耗達到最佳的環保效果。比如,如果在環境中有一種產品很容易受到各種因素的影響,可以采用兩種方法進行解決,一是將這種產品換為質量更高的產品,二是將這個產品周圍的環境進行優化,保證產品能在一個相對舒適的環境中發揮其最大效用,后一種方法就充分表現了環境工程管理的工作任務和目的。在這一過程中,產品對于環境的需求、采用的管理系統要高度協調一致,假如出現了矛盾,那么就必須對這些矛盾實施處理,最終完成環境工程管理體系的升級和完善。
隨著生物技術的應用和發展,在環境工程技術中,部分生物技術也得到了應用,通過生物技術有助于對環境工程中各類污水以及污水中的異味氣體進行處理,借助于DGGE,能夠分析出不同條件下的微生物的種類、結構、生物活性以及相應的處理效果等,這樣可為環境工程設計提供重要參考,有助于根據不同污水的實際情況,選擇出合理的微生物種類以及微生物多樣性,保證污水的處理效果,還能夠根據時間變化調整微生物的種類以及數量。