环境生物技术在水污染控制中的应用研究

环境生物技术在水污染控制中的应用研究

刘净旖

四川资阳市资阳中学2016级105班四川资阳市341300

摘要：本文围绕环境生物技术在水污染控制中的相关议题进行了探讨，概述了环境生物技术与水污染的关系，论述了环境生物技术在水污染控制中的应用，供读者参考。

关键词：生物工程、环境生物、水污染控制

1引言

工业生产技术的进步推动了社会经济的快速发展，在民众生活水平不断提高的同时，生态环境却遭到了破坏，人类生产和生活的环境越来越恶化。社会各界开始意识到环境保护的重要性和紧迫性。在环境保护体系中，对于水资源的保护是至关重要的一环，借助环境生物技术以及相关的设备和手段实现水污染治理，进而改善水资源质量是一条十分有效的途径。

2环境生物技术与水污染的关系

环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程技术相融合的交叉学科，该学科主要是通过借助生物机体的自身机能或者生物机体的组成部分以直接或间接的形式来实现对污染物产生过程的控制、从而降低或消除污染物，达到净化改善环境污染，同时产生对人类或环境有益物质的目标。工业经济的发展给生态环境造成了恶劣的破坏，水污染的速度应经远远超过了水体自净和水环境治理的速度。面对这一严峻形势，科学高效的治理技术成为水污染控制工作的重要环节。而环境生物技术本身有着诸多的优势，如消耗能源量低、治理效率高、投入和维护成本低、反应条件温和等等，这些优势都较好地贴合了水污染防治工作的理想目标。尤其是在水污染治理过程中，生物机能的发挥不容易产生二次污染，对比起化学药剂的治理技术，有着突出的优势，因而，环境生物技术已经成为水污染治理和防控工作中优先使用的一种技术手段，在我国的环境保护工作中发挥出越来越重要的作用。

3环境生物技术在水污染控制中的应用

（一）植物修复

（1）植物转化

植物转化是借助植物机体本身的新陈代谢作用实现水体环境污染物的吸收、分解、化合、转化，最终形成植物机体结构或生命所需物质，从而实现水污染治理的目标。比如在含有三硝基甲苯（TNT）的水环境或土壤环境中，借助特殊的基因突变植物株型来进行TNT的吸收、还原和转化。目前这些特殊植物通常在降解污染物方面的能力还较弱，更多得是利用这些耐受性植物对污染物的富集作用来进行水体或土壤污染物的简单治理。当水环境中的污染物浓度超过耐受性植物的处理负荷时，植物修复的能力就十分薄弱了，此时需要将这些植物进行回收，再种植或移栽新的一批，以此来保证植物较好的污染修复能力。随着生物基因技术的不断发展，这些特殊耐受性植物的性能可以进一步通过基因技术来优化改良，未来在水污染治理上还有有更多的发挥空间。

（2）根系过滤

根系过滤是利用羽状根系的植物对水中污染物的强烈吸持作用，从而实现富集沉淀水中污染物的目的。该技术主要应用在有机污染废水和重金属废水的治理中，同时还可以应用于一些含有放射性物质的废水治理中。由于根系过滤需要借助水体一定的流动性，因此适用于局部污染水体、浅的湖泊、湿地系统等水环境中。常用的植物多为水生植物、半水生植物，如宽叶香蒲、向日葵、印度芥菜等等。

（3）植物萃取

植物萃取是借助植物的根系将水中的污染物大量吸收在体内，在植物机能的作用下将这些污染物转移到植物的地上部分，形成水中污染物的富集，然后对植物地上部分进行处理，去除水中污染物。目前植物萃取多应用在重金属污染的水环境中，要求所用的植物必须具有污染物耐受力较强、吸收富集能力较强、生长速度快且本身抗病虫害能力强的品种。目前对于超富集植物的筛选是该领域技术研究的重点，一方面是找到更多单一富集能力强的植物，另一方面是在污染废水环境中如何提高富集植物的生长适应性和生长速度。

（二）微生物修复

微生物修复技术是利用微生物的繁殖和自身代谢来实现清楚水污染物的治理手段，这种修复技术需要具备一定的条件，有稳定的水流、有微生物生长繁殖必备的营养物质、还要保障水环境的pH值波动范围不大。

常见的微生物水污染修复技术有微生物降级技术、生物膜修复技术以及投放微生物处理技术。

微生物降解技术不仅适用于多环芳烃的石油化工类有机废水中，而且还适用于重金属污染废水中。石油化工产业产生的废水中多环芳烃浓度较高，这些废水对地表水及河流海洋环境造成了巨大的危害，不仅威胁到人类的生命健康，同时对于整个生态系统也造成了严重的破坏。利用特殊的微生物如黄杆菌、海杆菌、假单胞菌、莫拉氏菌、解环菌等微生物菌群来对这些废水环境中污染物进行降解，使分子环降低，将污染物转变为对环境无害的物质，实现净化水体的目标。重金属污染治理中可采用具有耐金属毒害的微生物种类，对废水中的重金属进行氧化还原，形成无毒物质。

生物膜修复技术利用特殊的材料，在这些材料上聚集微生物，形成膜状的生物净化体系。当这层膜状的生物净化体系与污水接触时，其中的微生物会与污水中的有机物发生代谢反应，多种有机物被微生物所吸收和分解转化，从而实现对废水中有机物的去除。生物膜技术的降解速度快，对环境的变化适应性较强。目前该技术的应用越来越成熟，如微生物滤池、微生物接触氧化池、生物廊道技术等等，在河流污染治理中应用效果较好。

投放微生物处理技术是利用乳酸菌、光合细菌、酵母菌、放线菌等生物菌群的共同作用来实现对污染废水的净化治理。微生物菌群中的好氧性、厌氧性本身具有冲突矛盾的一面，但是随着各类菌群的混合培养，逐渐形成共生的、趋于稳定的复杂微生物系统，大量吸收污水中的有机物和有害物，通过自身代谢分解和转化，实现净化水体的目的。随着微生物菌群的繁殖，这些菌群会与水环境形成有效的平衡系统，在水体净化效率上和稳定性上都有着良好的表现。

（三）动物修复

借助一些水生动物，如食草性或以浮游水生植物为食的鱼类来进行污染水体环境的净化修复。比如一些常见的鱼类，以浮游植物为食的鲢鱼、以浮游动物为食的鳙鱼、以水生藻类为食的水蚤等等，可以有效的清除水体环境中的浮游植物或藻类。一些海底的栖息动物可以去除水体环境中的碎屑，使水环境中的水质得到净化。此外，在水环境治理过程中还可以加入具有观赏性的水生动植物，在改善水质的同时提高观赏价值，增加了生态和社会效益。

综上所述，我国的水污染现象已经十分严重，水污染治理迫在眉睫。环境生物技术的快速发展给我国的水污染治理带来了福音，可以预见，未来环境生物技术在水污染防治工作中将发挥出越来越重要的作用，更好地改善和保护好我们赖以生存的生态环境。

参考文献

[1]涂料废水处理实验研究，孙小飞，秦树林，钱建英，《能源环境保护》，2016（4）

[2]环境生物技术在污染治理中的研究进展，郭祥，钟成华，王涛，周晓琴，苏翔，《三峡环境与生态》，2012（2）