張長維

摘要：隨著近年來我國科學(xué)技術(shù)實力的增強(qiáng)，生物工程作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的前沿學(xué)科，在環(huán)保領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在處理環(huán)境問題時所發(fā)揮的作用越來越突出，優(yōu)勢越來越明顯，應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，隨著新一輪生物技術(shù)浪潮的到來，生物工程技術(shù)會成為解決現(xiàn)代環(huán)境污染問題的有效途徑。

關(guān)鍵詞：環(huán)保工程；生物技術(shù)；應(yīng)用方式；問題研究

引言

科學(xué)家認(rèn)為，生態(tài)環(huán)境是人類存在的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類滿足自身發(fā)展建設(shè)的必要條件，缺乏生態(tài)環(huán)境支撐，人類社會難以保持正常的發(fā)展態(tài)勢。隨著近年來人類社會物質(zhì)財富快速增加，生態(tài)環(huán)境與人類社會之間形成了矛盾。人類社會已經(jīng)難以保持正常的發(fā)展態(tài)勢。在我國，隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，生態(tài)環(huán)境急劇惡化，其中“廢氣、水源污染、固體廢棄物污染成為了最突出的問題。據(jù)權(quán)威統(tǒng)計資料顯示，我國所有城市每年產(chǎn)生的垃圾總量高達(dá)一億噸，是改革開放初期的120倍，是本世紀(jì)初的15倍，我國一二線城市20%的面積都被垃圾所覆蓋。此外，我國30%的城市用水被污染，陸上淡水總量的40%都是受污染的水源。因此，利用生物技術(shù)緩解城市的水源污染問題已經(jīng)成為了環(huán)境治理的重中之重?？茖W(xué)家認(rèn)為，將生物技術(shù)全面引入到城市水源污染治理中已成為當(dāng)務(wù)之急，或者說，只有利用生物技術(shù)治理水源污染才可能從根本上緩解城市的水源污染問題。

1.生物膜方法

經(jīng)過現(xiàn)代科學(xué)實驗研究發(fā)現(xiàn)，生物過濾方法與生物膜方法是處理水源、空氣、固體廢棄物污染的有效途徑。生物膜方法是把人類生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的各種廢氣中的有害物質(zhì)以生物技術(shù)轉(zhuǎn)換為一般性的細(xì)胞質(zhì)和液態(tài)水。例如二氧化碳及中性鹽技術(shù)就是典型的生物技術(shù)，原理較為簡單，主要是把微生物附著到有透氣孔的生物質(zhì)表面，通過填料圖層吸附廢氣中的微小顆粒，通過微生物的新陳代謝把對生物體有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)和水，后期借助微生物實現(xiàn)直接分解，轉(zhuǎn)化為二氧化碳及中性鹽。上述生物膜除臭工藝有三大階段，包括汽液擴(kuò)散階段、液體固體轉(zhuǎn)化階段、生物直接固化階段等，有著極強(qiáng)的可操作性。在現(xiàn)代環(huán)境污染處理中，生物膜技術(shù)已有了廣泛應(yīng)用，科學(xué)家大量利用生物膜技術(shù)處理受到污染的廢氣源，將廢氣污染度降到最低，以保障城市空氣清潔。

1.1生物膜方法的工藝流程

生物膜法在廢氣處理中有著極為簡單的操作原理，主要利用微生物對廢氣物質(zhì)進(jìn)行固定，以減少環(huán)境因素對廢氣的影響。首先要對廢氣進(jìn)行搜集，將廢氣集中輸入到洗滌塔中，還很好喝，將各種廢棄物質(zhì)加濕加熱，并進(jìn)行頭次過濾，以保障廢氣獲得初步處理。對廢氣加濕加熱之后，利用微生物對進(jìn)入過濾塔氣體進(jìn)行生物凈化，主要作用媒介就是生物過濾塔，所凈化的物質(zhì)包括所有有害的氣體，在微生物對氣體綜合處理完之后，利用抽風(fēng)機(jī)將生物塔內(nèi)部的氣體進(jìn)行排空。

微生物的成長需要有穩(wěn)定的環(huán)境機(jī)制，要有足夠的水源能夠為微生物繁殖提供物質(zhì)支撐。首先洗滌泵提供洗滌塔所需要的主要水源之后，水順著洗滌塔內(nèi)部的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)，從洗滌塔的頂部噴出與洗滌出來的污染物一同回流到儲水箱，能夠進(jìn)行有效的循環(huán)。其次，生物塔內(nèi)部的噴淋泵在生物處理廢棄過程中，要給生物提供足夠的水源，氣體和液體要逆時針循環(huán)，以保證內(nèi)部循環(huán)機(jī)制的正常運(yùn)行。最后，外部環(huán)境機(jī)制和微生物進(jìn)行能量交換和物質(zhì)交互，充分滿足生物進(jìn)行能量處理所必定的消耗物質(zhì)，保障處理機(jī)制正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.生物過濾法原理

生物過濾法是廢氣處理中常用的生物制方法，主要通過微生物對所收集的廢氣進(jìn)行填料，并在特定的環(huán)境機(jī)制下，利用微生物對廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸收，而后對有害物質(zhì)進(jìn)行降解，這樣廢氣除臭基本完成。完成物質(zhì)轉(zhuǎn)化這一功能的主要載體是微生物，其成長和培育，乃至后期降解處理都需要有充足的養(yǎng)料支撐，因此其內(nèi)部填料就需要有充足的營養(yǎng)物質(zhì)，以保證微生物有著較高的活性。微生物成長環(huán)境的好壞，直接影響了微生物的繁殖速率，所以在改變微生物生長環(huán)境的情況下，就要注意其環(huán)境機(jī)制的控制，包括空氣中的含氧量、濕度、溫度變化等因素。

一般而言，生物過濾方法的固體載體選擇具有多樣性，可以在配料中培養(yǎng)的微生物種類較多，因此前六四身要有較大的表面積，不能有其他味道，結(jié)構(gòu)均勻，有的較強(qiáng)的吸水性，能夠為微生物成長提供充足的物質(zhì)支撐。我們生活中常見的塑料制品及其他纖維制品，包括樹葉、草木等植物都是主要的選擇對象。

3.在水體污染中的應(yīng)用

從目前兩種生物技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，生物過濾法和生物膜法在水體污染處理中有的廣泛的應(yīng)用，水體受到嚴(yán)重污染后，其內(nèi)部存有較多的毒害物質(zhì)、重金屬、各種化學(xué)元素等。主要的實施原理為，微生物自身會有一些生命體態(tài)活動，在相應(yīng)的活動表現(xiàn)機(jī)制中，會對有些毒害物質(zhì)進(jìn)行快速轉(zhuǎn)化，以此來降低其毒性，實現(xiàn)對污水的有效凈化。近年來，應(yīng)用到污水處理方面的技術(shù)主要為固體化細(xì)胞技術(shù)和固體化酶技術(shù)等。其中固體化酶技術(shù)主要采用的是化學(xué)鍵合法，將水溶性酶及不溶性載體進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能促使酶成為一種具有催化性的延伸物質(zhì)，不會與水相融合，利用相應(yīng)的化學(xué)方法制備固化酶，能夠?qū)ξ⑸镏泻械募?xì)胞實施有效固定，最終獲取固定化的細(xì)胞，此種技術(shù)對于水體中一些有機(jī)污染物及無機(jī)物處理有著較好的作用，適宜大規(guī)模使用和普及。

4.在固體廢棄物及污染土壤處理中的應(yīng)用

生物處理方法在固體廢棄物處理中也有著廣泛的應(yīng)用。對于污染土壤中存在金屬的處理，主要采用的是微生物法、植物修復(fù)等。全面利用微生物對污泥及金屬進(jìn)行處理，在對重金屬進(jìn)行處理時，其ph值極為重要，是主要的參考依據(jù)。在對固體廢棄物中間數(shù)的形式轉(zhuǎn)化進(jìn)行加速處理時，對于微生物的特性運(yùn)用較多，如代謝及吸附性。而植物的修復(fù)技術(shù)主要指運(yùn)用植物對環(huán)境進(jìn)行降解處理，所運(yùn)用到的媒介都是植物本體及有關(guān)的微生物。植物處理技術(shù)的優(yōu)勢特點較多，極為簡便環(huán)保，但是對土壤有一定的要求，此技術(shù)的應(yīng)用對相應(yīng)的治理植物有著嚴(yán)格的要求，需要一些能抗重金屬特性的植物對固體廢棄物或土壤中的重金屬元素進(jìn)行處理，將重金屬的擴(kuò)散降到最低程度。

綜上所述，隨著我國科技的發(fā)展，我國的生物工程技術(shù)也得到了廣泛進(jìn)步，人們對于生活環(huán)境的關(guān)注也進(jìn)一步提升，生物工程技術(shù)被人們廣泛應(yīng)用到生活生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。在生物技術(shù)的應(yīng)用完善中，能夠?qū)Ω黝惌h(huán)保工程問題予以妥善解決。只有在環(huán)保工程中多元化運(yùn)用生物技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的污染難題，設(shè)定不同的處理方案才能保證我國環(huán)保事業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，降低空氣、水源、固體廢棄物的污染程度。

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