生物材料在環(huán)境污染治理中的應用

朱叢林

山東省萊蕪市第一中學

生物材料在環(huán)境污染治理中的應用

朱叢林

山東省萊蕪市第一中學

隨著生物技術的不斷進步，生物材料不斷推陳出新，并在諸多領域中逐漸得到廣泛的應用。在環(huán)境污染治理領域，生物材料所具有的優(yōu)勢在實踐應用中逐漸顯現(xiàn)出來，為了進一步了解生物材料的作用機理，本文在簡單分析環(huán)境污染治理現(xiàn)狀基礎上，對生物表面活性劑和微生物燃料電池在環(huán)境污染治理中的應用進行了詳細研究。

生物材料；環(huán)境污染治理；應用

前言

當前，全球環(huán)境污染問題日益嚴峻，環(huán)境污染治理刻不容緩。在此背景下，生物技術、生物材料的發(fā)展逐漸成為各國環(huán)境污染治理中的熱點研究對象。我國將環(huán)境污染治理方面的生物技術列為本世紀主要研究領域之一，在長期不斷的研究中，一些新的生物材料在環(huán)境污染治理中取得了良好的治理效果，對改善我國環(huán)境具有重要意義。

1.環(huán)境污染治理現(xiàn)狀

伴隨人們生活質(zhì)量的不斷提高與社會生產(chǎn)力的不斷進步，由人類活動給水環(huán)境、土壤環(huán)境、大氣環(huán)境等各種環(huán)境所帶來的污染問題日益惡化，給生態(tài)系統(tǒng)和地球造成了嚴重的破壞。面對這一嚴峻的污染形勢，環(huán)境污染治理愈加緊迫，相關治理人員積極采用各種技術對環(huán)境污染進行治理，化學技術、物理技術、生物技術、人工治理等各種技術手段不斷被應用到環(huán)境污染治理當中[1]。其中，生物技術憑借諸多優(yōu)點而在環(huán)境污染治理領域逐漸占據(jù)主導地位，生物表面活性劑、微生物燃料電池等生物材料在環(huán)境污染治理中的優(yōu)勢顯著。就我國當前環(huán)境污染治理現(xiàn)狀而言，治理力度還需進一步加大，生物技術與生物材料的研究還需繼續(xù)深入，生物材料在環(huán)境污染治理中的應用需要進一步推廣。

2.生物材料在環(huán)境污染治理中的應用

2.1 應用生物表面活性劑治理環(huán)境污染

與一般化學合成的表面活性劑相比，生物表面活性劑具有良好的熱穩(wěn)定性、抗菌性，選擇性和專一性，且安全低毒或無毒，部分耐強酸強堿，化學穩(wěn)定性高，環(huán)境相容性好，不會對環(huán)境造成污染或破壞，結構多樣，生產(chǎn)工藝簡單，用量少，可降解。利用生物表面活性劑來對環(huán)境污染進行治理，適用范圍廣泛，可以應用在農(nóng)藥污染、重金屬污染、藻類過度繁殖污染、有機物污染等多種類型污染對象的治理。

在農(nóng)藥污染治理中，污染主要來源于各種殺蟲劑和抗病抗菌類農(nóng)藥，使用生物表面活性劑對農(nóng)藥污染區(qū)域進行治理，可以代替化學殺蟲劑，通過細菌的轉化分解使有機廢料轉變成具有一定殺蟲功效的有機物，既降低了農(nóng)藥污染，又提高了有機物利用率[2]。例如，某學者從一株植物中提取出枯草芽孢桿菌，這種桿菌所產(chǎn)生的物質(zhì)具有一定抗病菌作用，可以防止植物發(fā)生病蟲害。利用枯草芽孢桿菌培養(yǎng)的脂肽類生物表面活性劑，在油菜菌核病和白菜軟腐病治理中有著很好的效果，完全可以代替化學農(nóng)藥，降低農(nóng)藥污染。在重金屬污染中，生物表面活性劑可以作為修復物質(zhì)，通過對重金屬的分解吸收，來達到降低污染物重金屬含量目的。如，利用皂角苷可以有效去除土壤中的銅離子、鋅離子。

2.2 應用微生物燃料電池治理環(huán)境污染

除了生物表面活性劑之外，微生物燃料電池（MFCS）在環(huán)境污染治理中的應用范圍也是非常廣泛的，適用于垃圾滲濾液處理、脫硫脫氮處理、金屬污染治理、染料降解及其他多種環(huán)境污染物的降解處理[3]。它可以使可生物降解的有機物化學能直接轉化為電能，從而達到良好的降解效果，降低有機物污染。

以微生物燃料電池在垃圾滲濾液中的處理為例，垃圾滲濾液重金屬元素、氨氮等物質(zhì)含量濃度高，對周圍土壤、水源和大氣危害嚴重，采用微生物燃料電池對垃圾滲濾液進行處理，不僅處理效果好，而且資源化過程表現(xiàn)優(yōu)異，成為當前及未來垃圾滲濾液處理領域主要研究對象。例如，國外一些學者對微生物燃料電池在垃圾滲濾液處理中的應用進行了相關研究，通過對單室和雙室微生物燃料電池處理垃圾滲濾液效果的比較分析得到，單室微生物燃料電池內(nèi)阻較小，產(chǎn)電量達到了6.8w/m3，COD（化學需氧量，一般為有機物）去除率達到了98%，說明單室微生物燃料電池在垃圾滲濾液處理中有著非常良好的效果。將三個微生物燃料電池進行串聯(lián)，以循環(huán)方式對垃圾滲濾液進行處理，結果顯示BOD（生化需氧量，多指水中含有的需氧污染物質(zhì)）和COD的去除率比單個微生物燃料電池得到了顯著提高[4]。另外，在其他環(huán)境污染中的治理，微生物燃料電池也都能夠達到較好的處理效果，有效降低環(huán)境污染程度。

總結

由上分析可知，生物材料在環(huán)境污染治理中所具有的優(yōu)勢是極其顯著的。目前，我國在加大對環(huán)境污染綜合治理力度的同時，也在加大對生物技術的研究和生物材料的生產(chǎn)，以促進生物材料優(yōu)勢最大限度發(fā)揮?？傊?，作為一門新型環(huán)境治理技術，生物技術、生物材料在環(huán)境污染治理領域的應用前景、發(fā)展前景是非常廣闊的。

[1]顧信娜,陳輝,李珊珊,成卓韋,陳建孟,蔣軼鋒.生物表面活性劑的產(chǎn)生及其在環(huán)境污染治理中的應用[J].環(huán)境科學與技術,2012, S1:155-162+233.

[2]楊永剛,孫國萍,許玫英.微生物燃料電池在環(huán)境污染治理研究中的應用進展[J].微生物學報,2010,07:847-852.

[3]李富蘭,顏杰.生物表面活性劑的特性及其在環(huán)境污染治理中的應用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2011,11:6651-6652.

[4]賀海韜.淺述現(xiàn)代生物技術在環(huán)境污染治理中的發(fā)展及應用[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2013,06:88.

朱叢林（2000-），男，山東省萊蕪人，學歷：普通高中，就讀于山東省萊蕪市第一中學；現(xiàn)有職稱：在讀；研究方向：環(huán)境生物材料。