簡析環(huán)境污染控制中環(huán)境生物技術(shù)的應(yīng)用

孫嘉畦

【摘? 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境和環(huán)境問題已越來越引起人們的普遍關(guān)注和重視。對于世界范圍內(nèi)的環(huán)境危機(jī)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，開展并加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)工作已經(jīng)迫在眉睫。本文論述環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用及研究進(jìn)展，探討環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境污染控制中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境生物技術(shù);環(huán)境污染;生物修復(fù)

一、環(huán)境生物技術(shù)的定義

環(huán)境生物技術(shù)又稱環(huán)境生物工程。其主要是在保護(hù)環(huán)境治理和環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)上，而衍生出的一門新的技術(shù)和學(xué)科。隨著細(xì)胞融合技術(shù)融于基因工程技術(shù)的快速的發(fā)展，現(xiàn)在的生物技術(shù)主要包括：基因工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程和酶工程四個(gè)方面。其中基因工程又是環(huán)境生物技術(shù)的核心。環(huán)境生物技術(shù)主要是利用基因工程技術(shù)提高微生物生化環(huán)境的能力，是現(xiàn)代生物技術(shù)用于環(huán)境污染治理的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。環(huán)境生物技術(shù)是指直接或間接利用生物或生物體的某些組成部分或某些功能，高效凈化環(huán)境污染，同時(shí)生產(chǎn)較為有用的物質(zhì)的工程技術(shù)。環(huán)境生物技術(shù)的不斷快速發(fā)展，證明了環(huán)境生物技術(shù)在解決環(huán)境污染問題上所表現(xiàn)出來的優(yōu)越性以及獨(dú)特性。環(huán)境生物技術(shù)秉承可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，以及有效解決環(huán)境污染的目標(biāo)，具有速度快、成本低、低能耗的特點(diǎn)。因此，環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境污染治理上的應(yīng)用是解決環(huán)境問題的有效措施。

二、環(huán)境生物技術(shù)

1.生物過濾法

生物濾池內(nèi)部填充活性填料，廢氣經(jīng)加壓預(yù)濕后從底部進(jìn)入生物濾池，氣體中的無機(jī)污染物、有機(jī)污染物或惡臭物質(zhì)與填料上附著生成的生物膜（微生物）接觸，被生物膜吸收，最終被降解為水和二氧化碳或其它成分，處理過的氣體從生物濾池的頂部排出。該方法的特點(diǎn)是設(shè)備少、操作簡單、不需外加營養(yǎng)物、投資運(yùn)行費(fèi)用低、去除效率高，但反應(yīng)條件較難控制、占地面積較大。

2.生物洗滌法

生物洗滌法分為廢氣吸收和懸浮液再生兩個(gè)階段，通常由一個(gè)裝有填料的洗滌器（吸收設(shè)備）和一個(gè)裝有活性污泥或生物膜的生物反應(yīng)器（再生反應(yīng)器）構(gòu)成廢氣從吸收設(shè)備底部進(jìn)入，向上流動，與頂部噴淋向下的生物懸浮液在填料床中相互接觸，經(jīng)傳質(zhì)過程進(jìn)入液相，再進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)或經(jīng)微生物分泌的胞外酶作用分解，凈化后的氣體從吸收設(shè)備頂部排出。吸收了廢氣的生物懸浮液從再生反應(yīng)池的底部進(jìn)入，通入空氣充氧，廢氣被微生物氧化利用的過程也就是懸浮液的再生過程，再生后的懸浮液再進(jìn)入吸收設(shè)備進(jìn)行頂部噴淋，吸收與再生兩個(gè)過程反復(fù)進(jìn)行。該方法的特點(diǎn)是反應(yīng)條件易控制、壓降低、填料不易堵塞，但設(shè)備較多，需外加營養(yǎng)，成本較高，對溶解度小的化合物難以處理。

三、生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

1.生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

利用生物技術(shù)，將利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理廢水的技術(shù)，稱為自然生物處理法，該法是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用從而使廢水得到凈化的處理方法，該技術(shù)被認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)有效的污水處理手段，它不但融合了生物自身的特點(diǎn)，如吸附性好、沉降性好和降解能力強(qiáng)等，而且符合生態(tài)學(xué)及可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、污染狀況的加劇，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，使廢水生物處理技術(shù)取得了很大進(jìn)展，如吸附-降解生物處理技術(shù)、厭氧折流板反應(yīng)器生物處理技術(shù)、間歇式活性污泥法生物處理技術(shù)、LINDE生物處理技術(shù)、升流式厭氧污泥床生物處理技術(shù)、廢水生物脫氮除磷技術(shù)等都得到了充分開發(fā)。

2.生物技術(shù)在廢氣凈化處理中的應(yīng)用

目前采用的方法有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等。生物技術(shù)法與傳統(tǒng)有機(jī)廢氣處理方法比較，具有成本低、效率高、安全性好和無二次污染等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)對廢氣凈化處理得到了較為理想的效果。美國學(xué)者利用微生物代謝凈化工業(yè)性惡臭氣體效果顯著，而且不產(chǎn)生二次異臭;德國研究者利用生物膜過濾處理含硫化氫的氣體，硫化氫除去率達(dá)90%以上。魏在山等利用生物膜填料塔對橡膠再生脫硫過程所產(chǎn)生的低濃度有機(jī)廢氣處理試驗(yàn)結(jié)果表明：生物膜填料塔處理工業(yè)有機(jī)廢氣是可行的，當(dāng)運(yùn)行條件控制適當(dāng)時(shí)，凈化效率可保持在90%以上，能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，且投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。

3.生物技術(shù)在固體廢棄物處理中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)外固體廢棄物常規(guī)處理方法主要有固積、掩埋、焚燒，其缺點(diǎn)是建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用高，在處理的過程中有同時(shí)對空氣、土壤都有不同程度的污染。固體廢棄物進(jìn)行“無害化、資源化、減量化”處理，使其成為可用于農(nóng)田的土壤改良肥料，以達(dá)到變廢為寶的目的。經(jīng)過生物技術(shù)處理的城市生活垃圾可作為作物生長的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾的部分資源化有利于生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。近年來，國外采用機(jī)械快速堆肥工藝，發(fā)展用蚯蚓床處理有機(jī)垃圾和糞便、處理城市垃圾，不僅可以將城市有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)榉市Ц咔覠o臭味的蚯蚓糞土而且還能獲得大量蚯蚓作醫(yī)藥原料，加上蚯蚓體內(nèi)蛋白質(zhì)含量與魚類相當(dāng)，是畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的優(yōu)良飼料，可以收到一舉數(shù)得之效果。

4.生物技術(shù)在環(huán)境污染修復(fù)中的應(yīng)用

生物修復(fù)是指在不破壞自然生態(tài)系統(tǒng)，維持其原貌的前提下，有效地利用自然凈化能力并強(qiáng)化其分解污染物的能力，使其得以修復(fù)。該法是利用生物的生命代謝活動減少存在于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化，從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程，它包含有植物修復(fù)和微生物修復(fù)兩種。

生物修復(fù)技術(shù)是80年代以來產(chǎn)生和發(fā)展的清除和治理環(huán)境污染的生物工程技術(shù)，生物特有的分解有毒有害物質(zhì)的能力，去除污染環(huán)境如土壤中的污染物，達(dá)到治埋環(huán)境污染的目的。生物修復(fù)技術(shù)最成功的例子是應(yīng)用投加營養(yǎng)和高效降解菌對油輪泄漏造成的污染進(jìn)行處理，取得非常明顯的效果，使得近百公里海岸的環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。此后該技術(shù)被不斷擴(kuò)大應(yīng)用于環(huán)境中其他污染類型的治理。國外對生物修復(fù)技術(shù)非常重視，研究證明采用微生物分解有毒有害物質(zhì)的生物修復(fù)技術(shù)是治理大面積污染區(qū)域的一種有價(jià)值的、可行的、有效的和優(yōu)越的方法。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，生物修復(fù)的內(nèi)涵也不斷豐富，近年來還研發(fā)了真菌修復(fù)、植物修復(fù)以及無機(jī)污染物的生物修復(fù)等技術(shù)。生物修復(fù)的種類也日益增多，可分為土壤生物修復(fù)、地下水生物修復(fù)、沉積物生物修復(fù)和海洋生物修復(fù)等。

5.污染土壤的生物修復(fù)

土壤污染也是較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題之一，其最主要表現(xiàn)形式是土壤板結(jié)沙化、重金屬污染，導(dǎo)致土壤無法利用，威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。利用生物修復(fù)技術(shù)治理土壤重金屬污染，主要是通過酶促反應(yīng)等生物作用，對土壤中的重金屬進(jìn)行固定，由于重金屬元素的化學(xué)形態(tài)發(fā)生了改變，其移動性也相應(yīng)降低，通過有針對性的生物對其吸收、代謝，可以削減土壤中重金屬的含量，達(dá)到凈化土壤和降低毒性的目的。其中應(yīng)用最廣的屬低溫微生物修復(fù)技術(shù)，重金屬的低溫微生物修復(fù)是利用低溫微生物的生物活性，對重金屬親和吸附或轉(zhuǎn)化為低重金屬的污染程度。

結(jié)語

環(huán)境生物技術(shù)是一項(xiàng)有效的環(huán)境污染治理措施，受到的關(guān)注越來越多，在生物監(jiān)測、環(huán)境污染治理、生物修復(fù)技術(shù)方面得到廣泛應(yīng)用并得到一定的社會經(jīng)濟(jì)效益。隨著環(huán)境生化研究的進(jìn)展和人們對環(huán)境問題認(rèn)識的深入，人們意識到環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展為根本上解決環(huán)境保護(hù)問題提供無限的希望，推動環(huán)境保護(hù)理論技術(shù)的不斷完善，為人類治理和保護(hù)環(huán)境提供更多可行、可用、有效的方法。

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