环保工程中生物技术应用的研究

环保工程中生物技术应用的研究

杜国政

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摘要：当前，我国各行各业发展迅速，人民生活水平显著提高。然而，工业生产会产生大量污染物，加剧环境污染，破坏生态平衡，影响动植物多样性，导致居民生活环境恶化。因此，人们应大力推进环保工程，切实保护环境，生物技术已成为建设现代环保工程、加强环境保护的重要战略。

关键词：环保工程；生物技术；应用；研究

1生物技术在环保工程中应用的意义

随着社会的进步，人们的环保意识越来越强，对环境污染的关注度也越来越高。环境污染的主要类型有大气污染、水污染和固体废物污染。空气污染会导致空气质量差，影响人类健康和其他动物的生存；水是生命之源，水污染将直接威胁到整个生态系统中动植物的安全；固体废弃物会破坏土壤环境，威胁动植物的正常生长，导致农业生产安全。传统的环保方法存在诸多弊端，一些环保项目容易造成二次污染。因此，人们应该积极采用新技术来优化环保工程。

生物技术是以生命科学为基础，与生命科学密切相关的研究课题。生物技术作为世界上发展最快的技术之一，在药学、资源开发利用、信息学和生物芯片等领域有着重要的应用。

随着现代科学的发展，生物技术不仅可以用于食品生产，还可以用于生物转化和原料生产，促进工业的发展。此外，生物技术还可以应用于环境保护，有效控制环境污染。生物技术主要通过微生物分解污染物，避免二次污染，从根本上消除污染，保护生态环境。

2现代生物技术在环境保护中的应用

2.1水污染治理

2.1.1水污染现状

水污染是日常生活中常见的污染现象。过多的污水排入水中，超过了水体的容量。水体经过自净功能后，水质仍不能达标。污染物不仅破坏水中原有环境，影响水体功能，而且破坏生活用水和生产用水，威胁人们的健康，甚至破坏水中生物多样性。大量含氮、磷的化工废水排入水体，造成水体养分富集、赤潮和水华，严重危害水生生物的生存。大量污水直接排入水体，造成全国1/3以上的水体受到严重污染，严重的水污染造成我国水资源严重短缺。控制水污染迫在眉睫。微生物工程在生物技术中的应用在水污染治理方面取得了显著成效，其中固定化微生物技术和生物修复技术是较为有效和实用的废水污染治理方法。

2.1.2固定化微生物技术

固定化微生物技术是一项新兴的高新技术创新技术，它可以改善和创新一些难处理的废水问题，降低污染率，大大提高废水处理的成功率。它是最先进的高科技技术之一。固定化微生物处理技术主要应用于化粪池、隔油池、排水管道、城市污水处理厂和工业废水处理。可分为交联法、包埋法和吸附法

2.1.2.1交联法

新近发展起来的聚合交联固定化微生物技术已广泛应用于废水处理中[7]。徐亦农等用活性艳红X-3B染料模拟废水，固定化颗粒后，溶解一定量的海藻酸钠，与活性污泥混合，再滴入7.5%氯化钠溶液中制成固定化颗粒。最后，用0.85%氯化钠溶液清洗产品，直至清洗干净。采用重铬酸钾分光光度法测定颜色，稀释倍数法测定颜色。实验结果表明，在处理过程中，数据表明，当处理时间小于16h时，印染废水的色度去除率随时间的增加而增加，停留时间达到16h，去除率达到峰值，16h后去除率明显下降，色度去除率可达78.09%。通过这项技术，印染废水可以得到有效的去除，大大提高了水的循环利用效率。

2.1.2.2埋设方法

包埋方法有无机载体包埋法和有机载体包埋法。无机包埋法是利用玻璃、二氧化硅等无机材料固定微生物。这些无机材料具有机械强度高、耐酸碱性强、成本低等优点。张晨等将多孔陶粒、碳纳米管、石墨等材料复合，然后嵌入反硝化细菌，最后处理人工废水，具有良好的反硝化效果。王亚飞等采用海藻酸钠固定化颗粒与活性污泥共生体系处理含锌废水，结果表明该方法能有效去除锌。

2.1.2.3吸附法

具有高吸附能力的物质吸附微生物，然后将其固定化。吸附方法包括物理吸附法和离子吸附法。常用活性炭、麦秸等农业废弃物和沸石吸附法处理含铀废水、硫酸铜废水和氨氮废水，取得了良好的效果。

2.2生物修复技术

生物修复技术主要是利用一些微生物、藻类和一些植物的代谢活性来改变污染物的化学或物理特性，主要应用于土壤、地下水或海洋污染物的修复。这项技术可分为微生物修复技术、植物修复技术和动物修复技术。

2.2.1微生物修复

修复被重金属污染的水体。通过对活性污泥的分离、纯化和筛选，从活性污泥中获得的霉菌可以吸附Cr(Ⅵ)水中的离子。通过对藤黄微球菌和铜绿假单胞菌吸附特性的研究，得出这两个菌落能快速吸收这两种细菌所能吸收的cu2+、pb2+，在3分钟内吸附量可达到总量的75%。最后，微生物可以通过改变金属离子和原子沉淀到底部，去除有毒重金属。此外，微生物修复可以改变金属离子的价态，使金属离子溶解成某种液体，从而去除土壤中的有害物质。

除金属污染物外，还能抑制藻类生长，防止水华的发生。近年来，由于生活和生产中排放的大量含氮、磷废水，水体富营养化，一些藻类大量繁殖和繁殖，影响水生生物的生存。生物修复技术可以有效控制这一现象的处理。为此，一些学者进行了实验：为了防治藻类繁殖，将bpa-1017投人水库。添加bpa-1017后，当部分地区藻类繁殖量较大时，藻类受到eama-11的抑制，在高温主汛期，藻类容易大量繁殖，因此添加量增加，记录检测数据，最后，用0.1ml浮游生物计数板计算藻细胞密度。总细胞密度藻类的总密度在6月份显著下降，各水库的总密度值约为（5.79）×107～7.7×107）/l，受气候影响，7-8月细胞总密度增加，每个池的值上升到（8）×107～15.94×107）/l，6～9月藻类细胞密度控制在（6.83）×107～7.96×107）/l，显著低于处理前，水体未发生水华[16]。生物修复技术通过在污染水体中添加生物抑制剂，改善水质，恢复生活环境。如果没有生物修复技术，水华的后果将不堪设想。

2.2.2植物恢复

经过调查研究，植物根系能吸收、降解、挥发或固定重金属离子，进而达到减少水中污染物的效果，从而有效控制水污染，修复水体。该技术是一种绿色技术，不会对环境造成二次污染。最重要的是成本低，可广泛应用。董家林等研究了8种水生植物对水中重金属的富集能力。结果表明，水龟科植物对Cu、Pb、CD、Zn的富集能力最强；龙轩对水中铅、镉的去除效果最好；对于水中的锌、铅、镉、铜等物质，可用豌豆和向日葵进行处理。

2.2.3动物修复

除了微生物和植物修复技术外，动物修复技术在水污染治理方面也取得了很好的效果，如甲壳类动物、贝类和环节动物都能对水中重金属起到一定的富集作用。采用半静态双箱模型模拟了牡蛎对重金属的富集过程。结果表明，牡蛎对水体中Hg、CD、Pb等重金属污染物具有良好的指示作用。在实践中，为了提高分解速度，一般情况是采取强化手段，使生态环境保持平衡状态，对一些污染物进行修复，使这些污染物得到降解，分解成一些无污染物质。实践表明，在大多数情况下，生物修复技术比传统的生物技术方法更经济，不仅降低了企业的生产成本，而且对环境污染少，没有二次污染；通过降低污染物的浓度来降低污染物的特性；修复时间短，对某些有毒污染物有很好的分解效果。

结束语

利用生物技术不仅可以提高种植、医药、养殖等行业的生产效率，减少生产过程中的环境污染，还可以直接用于处理水污染、大气污染、土壤污染等环境污染类型。但需要指出的是，由于环境污染的原因不同，采取单一的污染治理技术很难取得好的效果。因此，在利用生物技术治理环境污染时，必须采取多种有针对性的方法和综合治理。

参考文献

[1]环保工程中生物技术的应用研究[J].张栋.黑龙江科技信息.2015(21).

[2]试析生物技术在环保工程中的运用[J].米红霞.资源节约与环保.2014(09).