針對(duì)水污染控制中運(yùn)用的環(huán)境生物技術(shù)分析

張琦東

摘要：水污染控制中使用的環(huán)境生物技術(shù)原理是利用對(duì)植物根尖微核技術(shù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、配合活性污泥法及生物膜法實(shí)現(xiàn)治理的過(guò)程。本文，將著重對(duì)環(huán)境生物技術(shù)在水污染控制中的運(yùn)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：水污染控制；環(huán)境生物技術(shù)；生物膜技術(shù)；活性污泥法

引言

改革開(kāi)放后，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重視經(jīng)濟(jì)發(fā)展總量與發(fā)展速度，忽視了經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境造成的污染與影響。所以，為了解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的水污染問(wèn)題，合理的運(yùn)用環(huán)境生物技術(shù)做好水污染治理就顯得十分重要。

一、環(huán)境生物技術(shù)和優(yōu)點(diǎn)概述

首先，環(huán)境生物技術(shù)是說(shuō)在環(huán)境的檢測(cè)、評(píng)估、整治、修復(fù)中利用生物代謝反應(yīng)過(guò)程和在此期間合成的物質(zhì)的現(xiàn)代化處理方法。

其次，在水污染治理的過(guò)程中，環(huán)境生物技術(shù)具有生物吸附效果好、沉降明顯；廢水處理量大、處理方法成熟；降解效果高、能力強(qiáng)；不會(huì)造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

二、環(huán)境生物技術(shù)中的植物根尖微核技術(shù)在水污染檢測(cè)控制中的運(yùn)用

通常植物細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目及形態(tài)是固定的，若在某些非細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)影響下，他們的形態(tài)及數(shù)目可能發(fā)生改變，誘發(fā)不正常的細(xì)胞分裂現(xiàn)象，比如染色體后期斷裂等。所以，子核在末期形成期間，斷裂的染色體片段就會(huì)演變?yōu)槲⒑恕Ｋ|(zhì)污染的程度通?？梢岳脤?duì)微核千分率統(tǒng)計(jì)的方式確定。若需要使實(shí)驗(yàn)室微核處理頻率提升，應(yīng)增加處理時(shí)間，即基于一個(gè)細(xì)胞周期范圍延長(zhǎng)到兩個(gè)周期。根尖分生組織是一個(gè)增殖性的細(xì)胞群，但并非所有細(xì)胞都同步分裂，它們?cè)诩?xì)胞周期運(yùn)行中，可能有四種情況：一種細(xì)胞經(jīng)M期又開(kāi)始第二個(gè)周期，另一種可能停止在G2期，受某種刺激后無(wú)需DNA復(fù)制可重新進(jìn)入周期，第三種停止在G1期，但是受某種刺激仍能進(jìn)入下一周期，并且開(kāi)始DNA合成和有絲分裂，第四種細(xì)胞沒(méi)有生命活動(dòng)跡象近于死亡。所以，若將處理時(shí)間變長(zhǎng)，則第一個(gè)細(xì)胞周期初始期分裂開(kāi)始，且處于第一周期分裂狀態(tài)的細(xì)胞有幾率直接開(kāi)始第二分裂周期。這就使細(xì)胞分裂的數(shù)量變多、微核積累總量增加，實(shí)現(xiàn)了微核處理效率的提升。該實(shí)驗(yàn)通常將洋蔥作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，判斷標(biāo)準(zhǔn)為污染指數(shù)，若PI>1.5則代表有污染，若>3.5則代表為嚴(yán)重污染。[1]

三、運(yùn)用環(huán)境生物技術(shù)治理水污染問(wèn)題

國(guó)內(nèi)水污染類型為有機(jī)物污染，一般采用化學(xué)需氧量、生化需氧量作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)，在環(huán)境生物技術(shù)的處理中很多有機(jī)污染物會(huì)變成可以再次利用的一碳化工原料、生物大分子物質(zhì)；另外，若持續(xù)優(yōu)化處理技術(shù)，還可以提高處理效率、降低水污染治理成本。所以，積極的研究環(huán)境生物技術(shù)，對(duì)高效靶向菌進(jìn)行研究，將有助于改善環(huán)境生物技術(shù)處理效率。

當(dāng)前在水污染的控制與處理過(guò)程中，通常使用固定微生物處理、復(fù)合微生物處理、生物膜處理三種環(huán)境生物技術(shù)。且活性污泥法為前兩種廢水環(huán)境處理技術(shù)基礎(chǔ)。本文將針對(duì)水污染處理期間使用的典型案例——生物膜處理法，進(jìn)行分析。

生物膜法的操作原理相對(duì)復(fù)雜，一是對(duì)著水層有機(jī)物在生物膜作用下被吸附，然后有機(jī)物被好氧層好氧菌分解；二是，有機(jī)物被分解成微小分子后被厭氧層吸入后進(jìn)行厭氧分解，而老化的生物膜將被流動(dòng)層水分帶走。三是，生物膜不斷交替生長(zhǎng)，循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)污水凈化效果。原理圖如圖一所示。

圖1 生物膜凈化廢水機(jī)理 圖2 某實(shí)際生物膜污水處理器

在上世紀(jì)90年代的時(shí)候，國(guó)內(nèi)生物膜法技術(shù)的運(yùn)用得到了快速的發(fā)展，在治理重金屬、氮磷廢水污染的研究中達(dá)到世界級(jí)水準(zhǔn)。但是，面對(duì)高氮量化肥等有機(jī)化學(xué)品的大量使用，氮元素在廢水中含量不斷變多，從而使得水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類快速繁殖。面對(duì)由含氮、氨組成的高分子有機(jī)物造成的水污染問(wèn)題，國(guó)內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行厭氧-好氧生物膜廢水處理工藝研究；操作中通過(guò)檢驗(yàn)、分析進(jìn)水的含氮量、好氧出水氨氮、化學(xué)需氧量、厭氧儲(chǔ)水量等，此系統(tǒng)可使化學(xué)需氧量在廢水中有效降低，且生化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率>90%、氨氮去除率>80%。

受到國(guó)內(nèi)大量使用農(nóng)藥現(xiàn)象的影響，磷與重金屬極易造成水體污染，影響水質(zhì)。將生物膜技術(shù)用在曝氣池里，在含磷廢水凈化方面效率高達(dá)30%左右，若加入制定沒(méi)有危害的化學(xué)藥品、含鋁絮凝劑，可使廢水凈化率提高85%以上，由此可見(jiàn)，在水污染水質(zhì)磷處理中使用生物膜技術(shù)與沉降分離法，效果明顯。若合理搭配藻類的EPS分泌作用、無(wú)害化學(xué)品，將進(jìn)一步縮減水污染治理成本。相關(guān)重金屬污水生物膜處理裝置見(jiàn)圖二。

另外，國(guó)內(nèi)在工業(yè)廢水處理中已經(jīng)廣泛的運(yùn)用了生物絮凝劑。而通過(guò)細(xì)菌、真菌等微生物生產(chǎn)出的生物絮凝劑由于具有降解性能好，應(yīng)用廣泛，使用成本低，不會(huì)導(dǎo)致二次污染等優(yōu)點(diǎn)，已日益引人關(guān)注。目前，篩選出19種具有凝絮能力的微生物。其中，霉菌8種，細(xì)菌5種，放線菌5種，酵母菌1種。[3]

四、環(huán)境生物技術(shù)在水污染控制運(yùn)用中的未來(lái)發(fā)展分析

環(huán)境生物技術(shù)涉及了多學(xué)科專業(yè)知識(shí)，且水污染治理期間使用的環(huán)境生物技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，效果突出，值得廣泛的推廣運(yùn)用。

面對(duì)能夠會(huì)人類生活、生產(chǎn)產(chǎn)生直接影響的“三廢”問(wèn)題，環(huán)境生物技術(shù)依舊有完善、升級(jí)的空間。這是因?yàn)閲?guó)內(nèi)在研究環(huán)境生物技術(shù)理論、應(yīng)用的水平依舊可以提升，未來(lái)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)要基于活性菌種、曝氣池等多方面對(duì)環(huán)境生物技術(shù)展開(kāi)多方向研究。同時(shí)，要對(duì)曝氣池厭氧池與高效膜反應(yīng)器的改進(jìn)、微生物和外界環(huán)境物質(zhì)的相互作用與新陳代行的相關(guān)生化反應(yīng)機(jī)理等進(jìn)行有效的研究、科學(xué)的選擇與運(yùn)用，通過(guò)相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用完善環(huán)境生物技術(shù)在污水處理方面的效果、效率及質(zhì)量，提高環(huán)境生物技術(shù)運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)性。所以，在未來(lái)研究環(huán)境生物技術(shù)時(shí)，有必要建立在物理化學(xué)及生物化學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行；由此可見(jiàn)，未來(lái)水污染控制、處理領(lǐng)域中環(huán)境生物技術(shù)的價(jià)值、發(fā)揮的作用也將越發(fā)突出。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，受到國(guó)內(nèi)綠色環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，積極的完善、運(yùn)用環(huán)境生物技術(shù)處理水污染問(wèn)題已經(jīng)成為了社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。只有做好水污染控制及環(huán)境生物技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用，才能更好的保護(hù)、治理生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，改善國(guó)內(nèi)自然生態(tài)環(huán)境狀況。

參考文獻(xiàn)

[1]環(huán)境生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)[J].熱能動(dòng)力工程.2013（02）：153

[2]環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展[J].鄭曉燕，王晶.科協(xié)論壇（下半月）.2013（04）：93-94

[3]環(huán)境生物技術(shù)在污染治理中的研究進(jìn)展[J].郭祥，鐘成華，王濤，周曉琴，蘇翔.三峽環(huán)境與生態(tài).2012（02）：32-35endprint