論生物技術在環境保護中的應用

郭艷霞

摘 要：主要闡述了生物技術在廢氣治理、污水治理、固體垃圾治理等方面的應用，并介紹了生物技術的優缺點及其在環境領域的前景。

關鍵詞：生物技術；環境治理；污水處理；固體廢棄物

中圖分類號：X172 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.119

第三次科技革命以來，生物技術一直在農作物改良、醫藥產品開發等方面發揮著重要的作用。隨著環境問題的日益嚴重，通過生物技術來檢測、治理環境污染變得越來越普遍。

1 生物技術在廢氣治理中的應用

隨著工業的發展，大氣污染越來越嚴重，工廠排出的有機廢氣如果不經過處理直接排放到大氣中，將對大氣環境產生很大的影響，嚴重危害人類的健康。目前對有機廢氣的處理方法是通過物理、化學、生物技術加以改良，而生物法則是在雙膜理論的基礎上發展而來的新技術。與傳統廢氣處理方式相比，其顯著特征是成本低、效率高，且安全，杜絕了二次污染，所以使用生物技術來處理廢氣將不可替代。

通過生物技術治理廢氣的方法有多種，其中生物濾池法、生物洗滌法、生物吸附法是較為常用的三種。這三種常用的方法消除大氣污染的過程也很相似，大致要經過氣液轉化、生物吸收、生物分解三個階段。例如某公司利用微生物分解治理該廠排除的惡臭氣體，取得了良好的效果，二次污染概率大大降低；美國某公司利用生物濾池處理硫化氫氣體，使得95%以上排出的硫化氫被去除。

這些新興的技術不但大大降低了成本，而且能耗少、效率高。但生物處理技術存在一些不足，如生物法處理濃度較高的廢氣效果不太理想，只能處理濃度較低的有機廢氣；生物過濾法的孔隙容易被大氣污染物堵塞，而在當前科技水平下，高孔隙率的填料方面的產品還較少，有待相關科研人員繼續研發。

2 生物技術在處理污水中的應用

2.1 生物強化處理法

生物治理污水的主要方向是提高系統微生物濃度和加大生物強化材料的投入量。

高濃度去污法：培養顆粒污泥，提高生物系統中的污泥濃度，延長泥齡，加強對難分解物質的處理，從而提高效率。如果水質污染較嚴重，應使用這一方法，并把有效微生物數量提高到常規數量的5倍左右，降低污泥負荷的同時，提高處理污水效果。

化學生物絮凝法：這一方法興起于20世紀80年代，通常是在污泥中加入氯化鐵、聚合氯化鋁等混凝劑，形成生物鐵或絮凝體。這種方法的優勢是沉降性好，避免污泥的膨脹松散，在除磷效果更為顯著。

生物活性炭法：這種方法誕生于20世紀70年代初，是一種生物強化處理法，在處理廢水過程中效果顯著。這種方法的原理是利用活性炭的吸附能力和微生物的分級能力，雙管齊下，協同增效，提高了污染物的去除率。由于此種方法應用最為廣泛，因此在此不做詳細表述。

2.2 固定微生物法

這種方法也是從20世紀70年代開始發展起來的，是將微生物固定到某個載體上，從而提高排污系統中的微生物數量，還可以富集泥齡較長的微生物。這種方法對固體、液體的分離效果好、占地面積小，從而能使得水順暢通過，減少了堵塞、決口現象。這種方法是其他常規方法效果的6倍左右，同時還可以取得50%左右的脫氮效果。

2.3 投加特種菌法

選取對污染物有分解功能的微生物直接投入到生物系統中，從而使生物系統中的特定細菌處于最佳狀態，這種方法叫投菌法。該方法適用于難降解的廢水或者有毒性廢水，最大優勢是成本低，但是效果不太理想，特別是由于水的流動作用，常常把投入的原料沖走。這種方法如果能與固定微生物法配合使用，效果更佳。

2.4 廢水生物除磷脫氮技術

水中藻類之所以會大規模地生長，是因為水中氮、磷等營養元素過量所致，這種水體被稱為富營養化水體。這種富營養化水體會導致水生態平衡失調，喪失其生態功能。生物脫氮技術是通過硝化和反硝化過程實現的，主要借助于硝化細菌和反硝化細菌。研究發現，在硝化段停留5 h左右，會去除80%以上的氮、磷。山西汾西礦業集團焦化廠采用這一工藝處理焦化廢水，發現水解酸化可以改善碳源的生化性，去除率高達70%.

3 生物技術在固體廢棄物處理中的應用

隨著城市化的發展，城市固體廢棄物與日俱增，這成為我國政府目前最為頭疼的問題之一，因為這種固體廢棄物不好降解，燃燒所產生的污染又極大。在發達國家，從20世紀70年代開始便著手研究對固體廢棄物的處理方法，進入20世紀80年代，美國等更發達的國家引入了避免垃圾過多產生的理念，把垃圾處理的方式定格在循環利用層面。21世紀以后，隨著人們環保意識的增強，人們開始尋找一種新型的能源轉化的解決辦法。

中科院的一項研究表明，垃圾里面有50%以上是有機垃圾，是可以循環再利用的寶貴資源。科學家把它們轉化為有機肥料，加強了城市固體垃圾的循環利用。這種變廢為寶的方法是一種無害、減量的有效途徑。但是，由于我國在這一方面的研究起步較晚，而直接引進國外的先進技術并不能在我國得到有效的利用，尤其是資金方面的投入不足，尋求適合我國國情的生物降解技術更具有現實意義。

4 生物技術在其他領域中的應用

除上所述外，生物技術還可以在污泥處理、農業環保、場地修復等領域得到了應用。目前，農藥的普遍使用直接影響到了整個生態系統，甚至影響到了地下水系統和海洋系統。當前，世界各國都致力于利用生物技術修復環境，例如丹麥，該國利用生物技術分解有害、有毒物質，用該技術修復大面積的污染區域，取得了良好效果。

5 結束語

生物技術以其成本低、效果好、無二次污染等特點備受各國青睞，并取得了較為顯著的效果。該技術雖然不如化學技術見效快、效率高，但是我們應該堅信，隨著社會和科技的不斷進步，生物技術的這一瓶頸必將被打破，在環境保護中受到應有的重視與推廣。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕