生物技術在廢水污染修復中的應用

黃泰來

摘 要：環境生物技術是21世紀科技發展最富魅力的高新技術。生物技術在各領域的應用很廣，文章從生物技術的概念為出發點，對生物技術在水污染修復中的應用進行了具體分析，以便更好的應用于以后的發展中。

關鍵詞：生物技術；廢水；污染修復；應用

1 生物技術概述

生物技術，是指人們利用現存的生物進行體內物質和能量運動原理生產出對人體及環境有益的物質。通常來說，生物技術是指利用微生物、動植物的生理活動對被污染的物質進行加工、處理和修飾，最后生產出對環境有益的物質。

70年代之后，環境生物技術治理廢水進入大發展時期，針對特定高濃度有毒廢水已經培育出靶向，較高活性菌種。80 年代，國際合作及發展組織就對生物技術有了明確的定義，隨著生物技術科學領域的不斷發展，現代生物技術作為一種新型的科學技術已經被世界廣泛接受和使用，現代生物技術主用包括基因工程、酶工程以及細胞工程。進入90年代通過遺傳學改造，菌種更加適應廢水處理要求。該技術應用于廢水處理中有如下優點：（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）處理量大且方法應用成熟。（4）無二次污染。

經過不斷地摸索和探究，人們發現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，因此生物技術在水污染治理中仍然存在許多問題有待于進一步優化。

2 生物技術在水污染修復中的應用分析

2.1 水生植物的應用分析

水生態修復是指在遵循自然規律的前提下，采取各種工程、生物和生態措施使水體恢復自我修復功能，強化水體的自凈能力，修復被破壞的水生態系統，使之既可最大限度為人類所利用，又可使系統達到自維持狀態。

水生植物是水生態系統的重要組成部分，在物質循環和能量傳遞方面起調控作用，在水生態修復中的作用方式主要包括物理過程、吸收作用、協同作用和化感作用。其在水生態修復過程中，主要是通過龐大的枝葉和根系形成天然的過濾網，對水體中的污染物質進行吸附、分解或轉化，從而促進水中養分平衡；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，應用在水生態修復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

地表河流、湖泊污染的生物修復，主要有微生物和植物修復法。對于淺水湖泊，在水中加入營養鹽，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。據報道，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

目前，廢水污染的生物修復主要有對重金屬離子的修復和有機污染物的修復。美國科學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?，生物修復技術在廢水處理、生態平衡的協調中具有重要應用價值。

2.4原生動物修復技術

原生動物的影響主要體現在微生物修復法中。細菌與原生動物之間存在著密切的關系，原生動物的存在可以促進污染水體的凈化。在水質監測的過程中還可以利用原生動物與細菌的這種相關性，直接觀察原生動物的種類組成和生長，以此反映細菌的生長狀況，并做到間接的評價生物修復處理的結果

3 生物技術修復水污染問題的未來發展展望

生物技術是一項很有前途的交叉學科，尤其在水污染治理方面，技術應用成熟，治理效果好，適合大規模工業生產的應用。就我個人認知而言，未來環境生物技術在水污染上的實踐突破著重在兩方面。第一，在原有的技術基礎上開發靶向更強，效率更高的菌種，同時尋找更有效的生化反應催化劑，提高活性污泥技術與生物膜技術對污水的處理能力，以期接近“零排放”。第二，尋找新的環境生物技術，以期能從源頭上治理水污染，在工業生產中實現過程中治理，真正阻斷廢水的產生途徑。

對于“三廢”中最直接影響人們健康與食品安全的廢水，環境生物技術給出的成熟方法不是我們裹足不前的理由。目前，對已經應用的環境生物技術的機理研究還不太成熟，各科研機構的環境生物技術方向的研究員從活性菌種、生化反應器、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境物質相互作用及新陳代謝的各種生化反應機理、活性菌種的群落功能和其自身結構性質、厭氧池和高效膜反應器的改進及化工分離單元中濾餅材料的選擇應用，這些都將直接影響環境生物技術對污水的處理凈化能力以及應用這種技術的經濟性。因此，在物理化學和生物化學反應研究的基礎上對環境生物技術優化以及再創造是非常必要的，環境生物技術在廢水處理領域也必然會發揮越來越重要的作用。

4 結語

總之，受污染水體的修復是一個極為復雜的系統工程，目前，我國水體的污染狀況均較為嚴重，采用單一的生物修復技術很難達到理想的修復效果。因此，可以采用多種生物技術應用于水污染的修復中，確保修復的效果。

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