生物技術(shù)在廢水污染修復(fù)中的應(yīng)用

黃泰來

摘 要：環(huán)境生物技術(shù)是21世紀(jì)科技發(fā)展最富魅力的高新技術(shù)。生物技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用很廣，文章從生物技術(shù)的概念為出發(fā)點，對生物技術(shù)在水污染修復(fù)中的應(yīng)用進行了具體分析，以便更好的應(yīng)用于以后的發(fā)展中。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；廢水；污染修復(fù)；應(yīng)用

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(xì)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 生物技術(shù)在水污染修復(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 河流湖泊污染的生物修復(fù)

地表河流、湖泊污染的生物修復(fù)，主要有微生物和植物修復(fù)法。對于淺水湖泊，在水中加入營養(yǎng)鹽，用曝氣法混合，底泥中的有機污染物可作為碳源被微生物利用，污染的湖泊得以修復(fù)。據(jù)報道，像大榕草、水芹、黑麥草等都對水體中N、P有去除作用。

2.3 廢水污染的生物修復(fù)

目前，廢水污染的生物修復(fù)主要有對重金屬離子的修復(fù)和有機污染物的修復(fù)。美國科學(xué)家已對廢水中金屬離子銻、鉻、銅、汞等有效去除效果的微生物進行了研究。此外，對廢水中重金屬離子的去除主要通過水生植物，如鳳眼蓮、破銅錢等。它們都能從水體吸收鉛、銅、鉻等金屬。孫鐵珩等人研究表明：水葫蘆對污水具有一定的凈化效果，水芹菜對黃金廢水具有凈化作用。有研究人員使用含假單胞菌的生物轉(zhuǎn)盤處理礦物廢水，銅和鐵去除率分別達到95%、98%，并可使氰由4 mg/L 降低到0.06 mg/L?？傊镄迯?fù)技術(shù)在廢水處理、生態(tài)平衡的協(xié)調(diào)中具有重要應(yīng)用價值。

2.4原生動物修復(fù)技術(shù)

原生動物的影響主要體現(xiàn)在微生物修復(fù)法中。細(xì)菌與原生動物之間存在著密切的關(guān)系，原生動物的存在可以促進污染水體的凈化。在水質(zhì)監(jiān)測的過程中還可以利用原生動物與細(xì)菌的這種相關(guān)性，直接觀察原生動物的種類組成和生長，以此反映細(xì)菌的生長狀況，并做到間接的評價生物修復(fù)處理的結(jié)果

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(rèn)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)、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。

4 結(jié)語

總之，受污染水體的修復(fù)是一個極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，目前，我國水體的污染狀況均較為嚴(yán)重，采用單一的生物修復(fù)技術(shù)很難達到理想的修復(fù)效果。因此，可以采用多種生物技術(shù)應(yīng)用于水污染的修復(fù)中，確保修復(fù)的效果。

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