黃泰來(lái)

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(diǎn)，對(duì)生物技術(shù)在水污染修復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)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(jìn)行體內(nèi)物質(zhì)和能量運(yùn)動(dòng)原理生產(chǎn)出對(duì)人體及環(huán)境有益的物質(zhì)。通常來(lái)說(shuō)，生物技術(shù)是指利用微生物、動(dòng)植物的生理活動(dòng)對(duì)被污染的物質(zhì)進(jìn)行加工、處理和修飾，最后生產(chǎn)出對(duì)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(jìn)入大發(fā)展時(shí)期，針對(duì)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(guó)際合作及發(fā)展組織就對(duì)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(jìn)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(diǎn)：（1）生物吸附力強(qiáng)，沉降效果好。（2）生物具有很強(qiáng)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(wú)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(jí)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(dá)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(duì)水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行吸附、分解或轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)水中養(yǎng)分平衡；同時(shí)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(zhǎng)，減輕或消除水體污染。按照水生植物的生長(zhǎng)特點(diǎn)，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(duì)于淺水湖泊，在水中加入營(yíng)養(yǎng)鹽，用曝氣法混合，底泥中的有機(jī)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(bào)道，像大榕草、水芹、黑麥草等都對(duì)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(duì)重金屬離子的修復(fù)和有機(jī)污染物的修復(fù)。美國(guó)科學(xué)家已對(duì)廢水中金屬離子銻、鉻、銅、汞等有效去除效果的微生物進(jìn)行了研究。此外，對(duì)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(duì)污水具有一定的凈化效果，水芹菜對(duì)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(dá)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(jià)值。

2.4原生動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

原生動(dòng)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(dòng)物之間存在著密切的關(guān)系，原生動(dòng)物的存在可以促進(jìn)污染水體的凈化。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)的過程中還可以利用原生動(dòng)物與細(xì)菌的這種相關(guān)性，直接觀察原生動(dòng)物的種類組成和生長(zhǎng)，以此反映細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況，并做到間接的評(píng)價(jià)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(lái)發(fā)展展望

生物技術(shù)是一項(xiàng)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(gè)人認(rèn)知而言，未來(lái)環(huán)境生物技術(shù)在水污染上的實(shí)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(qiáng)，效率更高的菌種，同時(shí)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(duì)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(shí)現(xiàn)過程中治理，真正阻斷廢水的產(chǎn)生途徑。

對(duì)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(duì)已經(jīng)應(yīng)用的環(huán)境生物技術(shù)的機(jī)理研究還不太成熟，各科研機(jī)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(jìn)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(jī)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(jìn)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(duì)污水的處理凈化能力以及應(yīng)用這種技術(shù)的經(jīng)濟(jì)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(duì)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(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，受污染水體的修復(fù)是一個(gè)極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，目前，我國(guó)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(dá)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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