環保生物技術在大氣污染治理中的應用分析

黃志剛

（惠州市惠陽區環境技術中心，廣東 惠州 516211）

引言

隨著生物科學、生物工程技術的不斷發展，環保生物技術也取得了長足進展，在環境保護領域發揮著良好作用，為各類環境問題提供有效的治理方式，有利于保證環境安全。目前大氣污染問題日漸嚴重，工業廢氣、汽車尾氣不斷增加，大氣污染對自然生態、人類健康都具有極強的負面影響，而環保生物技術可以對各類常見大氣污染物進行處理，達到環境治理的目的。在環保生物技術中，生物監測技術、生物膜治理技術、生物過濾技術、生物修復技術等能夠對污染物進行監測和處理，可以最大限度地減少大氣污染的危害，保護大氣環境。

1 大氣污染現狀分析

1.1 大氣污染產生的原因

大氣污染可分為天然污染與人為污染，天然污染一般是火山噴發等自然現象造成的污染，比較常見的有二氧化硫、一氧化碳等污染[1]，而人為污染則主要為工業廢氣、汽車尾氣等污染。大氣污染物大多以粉塵、顆粒的形式存在于大氣環境中，會隨著大氣流動而不斷擴散，若不及時治理會不斷擴大污染范圍，對生態環境、人體健康等造成負面影響。隨著社會生產力的不斷發展，人們生產生活的各類活動都在不斷加劇大氣污染問題，比如空調等設備的使用、煤炭等化石燃料應用的增加都會加劇大氣污染；化工廠、水泥廠等工業企業排放廢氣中的酚、苯、硫等物質也會對大氣造成不良影響；交通運輸中汽車數量及汽車尾氣排放量的增加，也加劇了大氣污染程度。大氣污染與自然、人為因素密切相關，在進行污染治理時，我們也需要從客觀條件出發，科學控制污染源，保證大氣環境的健康與安全。

1.2 大氣污染現狀分析

工業廢氣是大氣污染的重要來源，伴隨著工業化水平日漸提高，大氣污染愈演愈烈，并且具有一定不確定性。氣候變化之類的外力因素也會加快大氣污染物的傳播，擴大污染的影響范圍，為自然環境、生產生活帶來不良影響。此外，人們日常生活中機動車尾氣排放造成的污染，各類電氣設備的污染物排放，也都會對大氣環境造成一定影響。目前在我國，無論是水體污染還是土壤污染等，都得到了妥善處理和長效監管，而相關配套技術的探索和創新始終沒有停止過[2]。目前國家正在不斷完善環境污染的相關法律，以加強對大氣污染的控制，提升大氣污染治理效果。《中華人民共和國大氣污染防治法》經1987年決議通過后，先后經過1995年、2018年兩次修正，2000年、2015年兩次修訂，為大氣污染防治提供了可靠依據。地方政府及環保部門也在不斷完善相關規范，使大氣污染治理與本地實際情況相符合，以提升治理效果。但在實際工作中，環保責任不明確、環保質量不達標等問題仍時有發生，相關法律在具體執行、實施過程中也受到層層阻礙。如為應對汽車尾氣排放造成的大氣污染，相關部門出臺了搖號、限號政策，并對機動車尾氣排放檢測提出了要求，但目前管理中仍存在各種問題，大氣環境保護工作難以有效開展。

2 環保生物技術在大氣污染治理中的作用

2.1 緩解大氣污染

環保生物技術能利用地球自身能力，通過物質循環進行大氣污染治理[3]。環保生物技術可以將有機污染物作為生物反應過程的反應物，將有機物轉化為沼氣、酒精等物質，在消除污染的同時，促進有機廢物資源化。而環保生物技術的生物轉化效率高、副產物少，能在處理污染物的同時，避免二次污染，有利于改善環境質量。環保生物技術中的生物過濾技術、生物膜治理技術、生物修復技術等，都能夠利用微生物等條件對廢氣等污染物進行處理。

2.2 改善大氣環境質量

環保生物技術可以發揮生物在生態鏈中的良好作用，穩定大氣狀態，改善其質量。在治理中能夠充分利用自然界的微生物、植物等，對污染問題進行有效處理。在這一過程中，由于生物轉化的溫和性，不容易造成其他污染。此外環保生物技術的應用，具有可持續發展的特點，可以提高大氣自身的凈化能力，更好地改善自然環境條件，保證人們的生產生活質量。

2.3 兼具經濟效益與社會效益

環保生物技術在大氣污染治理中兼具經濟與社會效益，能夠在發揮良好治理作用的同時，降低治理成本，避免二次污染，具有較高的應用價值。環保生物技術是一種反應溫和，成本較低的治理技術，主要借助酶催化反應，在常溫常壓下進行污染治理，能夠避免污染擴大[4]。在治理中所應用的微生物、植物等生物來源廣泛，治理技術原理相對簡單，操作也比較簡便，能夠更加簡單、高效地開展治理，有效減少了人力及物力成本。隨著現代生物技術的不斷發展，基因工程、細胞工程、酶工程等生物高技術飛速發展，生物環保技術的處理效率進一步提高，治理工作的針對性提升，能夠進一步降低治理成本，具有良好的社會效益。

3 環保生物技術在大氣污染治理中的應用

3.1 生物過濾技術

生物過濾技術一般利用微生物作用進行大氣治理[5]，是利用微生物等生物材料對污染物進行降解的技術。其首先利用生物反應器捕獲大氣中的污染物，并通過生物降解的方式對其進行微生物氧化，完成大氣污染治理。生物過濾技術在大氣污染的過濾與凈化中有良好應用，能夠通過生物過濾器，利用微生物去除空氣污染，當受污染的空氣流經填料床時，空氣中的污染物會轉移至填料表面的生物膜中，被生物膜上的細菌、真菌等微生物降解，最終實現凈化。生物過濾技術可以對惡臭化合物、水溶性揮發性有機化合物等進行有效處理。通過大型生物濾池的建立與應用，其能夠對大量污染空氣進行高效處理，發揮污染治理作用。為保證生物過濾的治理效果，在利用生物過濾技術時，相關人員應注意為微生物的生長繁殖提供充足的有機成分，并為其營造良好的生存環境，促進微生物在適宜的溫度、濕度、含氧量下更好地繁殖成長。

3.2 生物膜治理技術

生物膜治理技術是一種常用的大氣污染治理方式[6]，其利用生物膜法作為污染物治理的技術條件，在廢氣治理中有極高的應用價值。利用生物膜治理技術處理大氣污染中的廢氣，需要在氣體及液體擴散中，轉化臭氣中的化學物質，將大氣污染的氣相物質轉化為液相物質，由于液相物質及固體在擴散過程中會發生化學性質的改變，因此能夠借由液相方式將其轉化為填料，并在填料表層通過生物膜對污染物進行處理。生物膜可以與污染物發生反應，實現對污染物的凈化，保證大氣污染治理的可靠性與可行性。應用生物膜處理大氣污染物時，填料表層的生物膜會與污染物發生反應，同時也會將污染物轉化為生物膜中微生物所需的營養物質，為其提供分解代謝的來源，或參與其他化合反應，有利于提升治理效果。利用生物膜治理大氣污染，可以對工業生產中的污染物排放進行有效治理，比如利用CBl菌株可脫去煤中18%～47%的有機硫，利用氧化亞鐵硫桿菌使褐煤氧化脫硫等，可實現燃料脫硫，減少后續造成的大氣污染，保證環境質量。

3.3 生物監測技術

在大氣污染治理中，環保生物技術不僅可用于污染物處理工作，也可以對大氣污染程度進行監測[7]。生物監測技術是根據生物特性進行污染監測的手段，相關人員可以通過各種生物監測手段對大氣污染物成分進行監測與評價，比如酶聯免疫技術、PCR技術等技術條件，能夠加強對大氣污染的預警，為污染治理提供準確依據。生物監測技術具有實施規模大、影響范圍廣的特點，比較適用于大氣污染監測，利用生物技術能夠有效監測大氣中污染物的含量、成分，進而全面掌握大氣污染情況。生物監測技術中的生物傳感器、基因探針、生物芯片等技術條件，都可以對大氣污染源進行定位、追蹤，便于相關人員了解大氣的污染程度、污染擴散情況，從而展開詳細分析。生物監測系統具有連續監測的能力，可以綜合評估、分析大氣污染程度[8]。此外，隨著電子顯微鏡、基因差異顯示技術等現代生物技術的發展，生物監測技術在大氣污染監測中發揮的作用日漸提升，能夠對污染進行系統化評估，提高污染監測的準確性、靈敏性，在保證大氣污染監測可靠性的同時，也能夠為后期降低運營成本創造良好條件。

3.4 生物修復技術

生物修復是利用生物分解有機物質的能力進行污染物治理的技術，包括植物修復與微生物修復兩種方式。其中植物修復是現階段治理大氣污染的重要方法，很多植物具有吸附空氣中污染物的能力，比如橡皮樹、琴葉榕等植物可以吸附PM2.5；冬青、紅楓等植物可以吸附二氧化硫等；植物的光合作用可以吸收空氣中的二氧化碳，并將其轉化為氧氣，能夠緩解溫室效應等。因此在大氣污染治理中，有計劃地大規模種植具有吸附作用的植物，能夠改善大氣環境質量，治理大氣污染問題。相較于其他治理技術，生物修復技術在應用時具有經濟、無二次污染等特點，此外利用植物吸附作用凈化大氣污染，還能提高資源的利用效率，實現可持續發展，因此應用價值極高。

3.5 生物發酵技術

生物發酵技術可以對污染物質進行分子結構降解處理，最終將污染物轉化為無毒無害物質，是生物工程的重要組成部分，對大氣污染治理也有重要意義。生物發酵技術通過微生物發酵生產各類化合物，通過發酵將空氣中的污染物降解為二氧化氮、水分、甲烷、氮氣等成分，以此對污染物進行處理。生物發酵中生物酶的應用可以有效處理大氣污染物，通過生物酶除臭劑等對臭氣進行處理，可取得良好的治理效果。生物發酵技術具有處理徹底、環保性強的特點，但在實際應用時需要注意，可通過發酵處理的污染物種類相對有限，相關人員應結合污染的實際情況合理選擇技術。

3.6 生物洗滌技術

生物洗滌技術是利用微生物清洗、處理污染物的技術，通過微生物體內細胞生成的催化洗滌劑，對清洗對象中的污染物進行分解轉化，以實現對污染物的處理。生物洗滌技術在大氣污染治理中應用良好，工作人員可以將廢氣吸收并通過懸濁液再生完成生物洗滌，實現對大氣污染物的處理。但生物洗滌技術的應用需要消耗大量資金，在實際應用中，也更加適合大規模的廢氣排放處理，因此往往被經濟實力雄厚的大型工業生產企業所采用。

4 應用環保生物技術治理大氣污染的前景分析

近年來，生物科學、生物工程等技術不斷發展，環保生物技術也更加成熟、穩定、高效，在大氣污染治理中能夠提供安全可靠、無毒害的治理方式。環保生物技術與其他科學技術相結合可提升污染治理效率[9]。環保生物技術具有無環境二次污染、經濟效益高的優勢，對改善生態環境具有重要意義[10]。

環保生物技術在大氣污染治理中，除了可以應用常規的生物反應對大氣污染物進行治理外，也可以進一步發揮其在環境監測中的作用。生物監測技術正隨著現代生物技術的發展而不斷進步，其監測準確率與效率都在不斷提升，可以更加準確、科學地評估大氣污染物的主要類型、污染嚴重程度以及污染擴散情況，為污染治理提供更加有效的依據。

近年來環保生物技術的應用日益廣泛，其低成本、高效率的特點也被廣泛認可，然而單一的環保生物技術治理大氣污染效果相對有限，因此，環保生物技術與其他技術相結合的治理方案成為目前研究的重點。環保生物技術與其他環保技術相結合也是其未來應用的重要方向，環保生物技術雖然可以利用生物條件對污染物進行吸附、處理，但在實際應用中仍有一定局限，而其他環保技術的融入可以幫助其提升治理效果。伴隨著環保事業的發展與進步，環保生物技術與物理技術、化學技術等相結合，可以更好地發揮生物技術的優勢，提升其處理污染物的效率。此外，環保生物技術的應用與環保規范相配合，也能夠取得良好的管理效果，讓環保生物技術在發揮作用的同時，推動環保事業的發展。

5 結語

環保生物技術是一種能夠高效、低耗處理各類污染物的新型技術，其治理污染的反應條件相對溫和，治理過程不容易造成二次污染，具有較高的應用價值。在大氣污染治理中，環保生物技術可以監測大氣中污染物的含量，能夠利用微生物、物理原理等對常見的大氣污染物進行處理，有利于減少大氣污染。環保生物技術不僅為大氣污染治理提供了可行的策略，隨著技術的發展與進步，其治理效果在不斷增強，治理方式與途徑也在不斷擴展，具有良好的應用前景，是一種穩定高效、低成本的治理技術，在減少污染的同時，促進了人與自然的和諧發展。