水污染治理中生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：水污染問題是當(dāng)前國家發(fā)展建設(shè)中需要解決的環(huán)境問題之一，是環(huán)境保護(hù)工作的重要內(nèi)容。隨著工業(yè)的發(fā)展以及人們生活用水的增加，水污染問題逐漸嚴(yán)重。本文結(jié)合水污染問題實際情況，針對當(dāng)前在水污染治理中使用較多的生物強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行了介紹，分析了這一技術(shù)的作用機(jī)理、應(yīng)用策略和應(yīng)用注意事項，希望可以推動我國水污染治理事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水污染治理;生物強(qiáng)化;應(yīng)用策略

中圖分類號：X52? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? 文章編號：2095-672X（2019）08-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.054

Application research of bioaugmentation technology in water pollution control

Chen Xiaomei

（Futian District Environmental Protection and Water Affairs Bureau， Shenzhen Guangdong 518048，China）

Abstract：The problem of water pollution is one of the environmental problems that need to be solved in the current national development and construction， and it is an important part of environmental protection work. With the development of industry and the increase of peoples living water， the problem of water pollution has become increasingly serious. Based on the actual situation of water pollution， this paper introduces the bio-enhancement technology that is currently used in water pollution control， analyzes the mechanism， application strategy and application considerations of this technology， and hopes to promote Chinas water pollution control business.

Key words：Water pollution control;Biofortification;Application strategy

在水污染治理中，生物治理技術(shù)是指借助具備水體凈化功能的微生物完成對污染水體的凈化，減少這個過程中可能出現(xiàn)的二次污染問題。但是，傳統(tǒng)的生物凈化技術(shù)生效較慢，為了加快凈化速度，當(dāng)前的技術(shù)人員采用了生物強(qiáng)化技術(shù)來對有益于水體凈化工作的菌群進(jìn)行培養(yǎng)，提升其凈化水體的能力，提高凈化效率，降低凈化支出。

1 生物強(qiáng)化技術(shù)的概念及其作用機(jī)理

1.1 生物強(qiáng)化技術(shù)的概念

生物強(qiáng)化技術(shù)又被稱作生物增強(qiáng)技術(shù)，是指人們通過生物技術(shù)對某類菌種的能力進(jìn)行優(yōu)化，并借助這一高效菌種實現(xiàn)某種目的。水污染治理過程中，技術(shù)人員會向污水處理系統(tǒng)中投放經(jīng)過基因技術(shù)處理的菌種，這類菌種的水污染處理能力高于傳統(tǒng)菌種，可以高效的實現(xiàn)對污水中某種有害物質(zhì)的凈化和吸收，優(yōu)化水污染處理系統(tǒng)的工作效率。

1.2 生物強(qiáng)化技術(shù)的作用機(jī)理

生物強(qiáng)化技術(shù)一般會在自然的菌種之中投放具備特殊功能的微生物以增加目標(biāo)菌種的數(shù)量，強(qiáng)化目標(biāo)菌種的某種特定能力。在污水處理中，技術(shù)人員會強(qiáng)化菌種對某種特定污染物的反應(yīng)，使其在污水處理工作中發(fā)揮更大的作用。在實際的作用過程中，菌種和污水污染物發(fā)生的反應(yīng)可以分為直接作用以及共代謝作用。

直接作用是指技術(shù)人員通過馴化、篩選或是基因重組等技術(shù)得到的一種以污水之中某種目標(biāo)污染物作為主要的新陳代謝碳源的菌種。通過在受污染水體中投放該菌種可以實現(xiàn)對目標(biāo)污染物的去除作用。這一過程中污染物直接參與微生物的生長。共代謝作用之中，污染物質(zhì)不作為碳源直接參與微生物的生長，但是，在污水之中，經(jīng)過生物強(qiáng)化技術(shù)的微生物可以改變這種污染物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使其降解，達(dá)到凈化污水的目的。

2 水污染治理中生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用策略

2.1 常規(guī)利用

污水治理技術(shù)人員會結(jié)合污染水體之中的污染物質(zhì)，通過篩選、馴化以及基因誘變等多種手段來獲取新陳代謝能力強(qiáng)、且可以將污染物作為新陳代謝碳源的微生物。對這類微生物進(jìn)行復(fù)制之后，將其投入受污染水體之中。微生物會將水中的特定污染物作為碳源進(jìn)行新陳代謝，進(jìn)而將污染物降解。這是當(dāng)前生物強(qiáng)化技術(shù)在水污染治理中的常規(guī)利用手段。經(jīng)過生物強(qiáng)化的這類微生物一般是以游離狀態(tài)漂浮在水體之中，實現(xiàn)對污染物的降解。

2.2 共代謝作用

常規(guī)利用手段可以對水體中大部分的污染物質(zhì)進(jìn)行降解，但是，部分污染物無法借助微生物進(jìn)行全面降解。在這種情況之中，技術(shù)人員會在具有其他代謝底物的水體中添加微生物，借助微生物的代謝來實現(xiàn)對污染物結(jié)構(gòu)的改變，結(jié)構(gòu)改變之后的污染物可以被微生物用作代謝碳源，進(jìn)而實現(xiàn)污染物的降解，凈化污染水體。在實際操作中，技術(shù)人員可以向水體中添加適合微生物代謝的營養(yǎng)物質(zhì)以及微生物共代謝物質(zhì)，幫助微生物將水體中的污染物進(jìn)行降解，進(jìn)而作為微生物的代謝碳源。微生物在完成這些物質(zhì)的處理之后還會生成氧化酶等物質(zhì)，將污染物的結(jié)構(gòu)改變，完成污水凈化目的。

2.3 基因轉(zhuǎn)移作用

在污染治理過程中，技術(shù)人員可以通過污染物的篩選來選擇具備特定污染物代謝功能的微生物，并借助生物強(qiáng)化技術(shù)來增強(qiáng)這類微生物的代謝作用，強(qiáng)化自然基因和微生物的代謝速度，提升微生物在污水處理中的污染物降解效率，提升凈化效果。

2.4 固定化生物強(qiáng)化

固定化生物強(qiáng)化的應(yīng)用包括如下的三種：第一，吸附法。這種應(yīng)用方法是指在凈化過程中依托于污染物的物理吸附以及離子結(jié)合，在凈化過程中技術(shù)人員會將具備污染物凈化功能的微生物固定在具有污染物吸附作用的載體內(nèi)部，富集之后的污染物可以為微生物的繁殖提供有利條件，在一定程度上提升了污染物的凈化處理效率。第二，交聯(lián)法。交聯(lián)法指的是應(yīng)用交聯(lián)，即借助生物強(qiáng)化技術(shù)來實現(xiàn)固定載體和微生物細(xì)胞之間的聯(lián)系，共同構(gòu)成密集的網(wǎng)絡(luò)代謝凈化體系，固化微生物，優(yōu)化污染物凈化過程。第三，包埋法。這種方法是指技術(shù)人員使用凝膠等物質(zhì)，借助凝膠的依托作用將微生物引入載體之中。這種應(yīng)用方法使用簡單，凝膠對微生物的代謝也沒有太大的影響，是一種適用范圍較廣的高效污染物處理方法。固定化生物強(qiáng)化技術(shù)借助一些載體實現(xiàn)了對微生物依附性和抗毒性的強(qiáng)化，避免了在凈化中微生物脫離載體的問題，保證了微生物的活性和生存效率，避免了降解效率隨時間降低的問題。借助合適的載體，微生物菌種的數(shù)量可以不斷增加，并成為污水之中的主要菌種。凈化菌種的增加減少了水中動物對菌種的影響，延長了凈化時間和凈化效率，有效的提升了污染水體的凈化質(zhì)量。

3 生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用的注意事項

在生物強(qiáng)化技術(shù)的使用中，除了要根據(jù)水體污染物的種類選擇合適的微生物之外，在實際使用中還有諸多因素會影響菌種的實際凈化效果。首先，菌種在水體之中的投放量會影響污染治理效果。一般來說，菌種的投放量和凈化效果為正相關(guān)。但是，部分經(jīng)過生物強(qiáng)化技術(shù)的菌種活性和穩(wěn)定性難以進(jìn)行測量，因此，要想保證水體污染治理工作的完成質(zhì)量，技術(shù)人員要對水體的污染程度有充分的了解，并將水污染情況和生物強(qiáng)化技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，合適確定菌種使用數(shù)量，保證凈化效果。其次，菌種的投放方式也會影響污染凈化效果，常用的共代謝物質(zhì)以及直接投放方式操作簡單，但是容易出現(xiàn)的一個問題是凈化菌種容易被水體中的原生動物和微生物吞噬，造成凈化效果下降，不利于污水處理工作的質(zhì)量。在污染水體之中，存在的原生動物主要是纖毛蟲，這類原生生物需要氧氣作為新陳代謝的材料，因此會集中在污水之中以微生物作為養(yǎng)分，對凈化菌種的存活有一定的威脅。因此，針對原生動物和微生物較多的污染水體，在凈化中可以使用固定化生物強(qiáng)化的菌種投放方式，有效的避免了微生物流失問題，提升了凈化菌種的污水處理效率和存活時間。最后，污水之中的營養(yǎng)物質(zhì)量也會影響微生物的生長，進(jìn)而對污染物處理效率造成影響。因此，在向污染水體之中投放微生物之前，技術(shù)人員要對水體中的營養(yǎng)物質(zhì)含量進(jìn)行檢測，并根據(jù)微生物需求適當(dāng)投入碳源等營養(yǎng)物質(zhì)，確保微生物的正常成活。除了碳源之外，技術(shù)人員還需要調(diào)整污染水體之中的氮磷等微量元素的含量，保證微生物的成長繁殖，提升污水的處理效率。

4 結(jié)語

在水污染治理工作之中，生物強(qiáng)化技術(shù)可以有效提升污水處理工作的質(zhì)量，是當(dāng)前環(huán)境工程中不可缺少的技術(shù)。在實際的使用過程中，技術(shù)人員要根據(jù)污染水體的不同特點和污染物質(zhì)的不同種類選擇合適的生物強(qiáng)化技術(shù)，并合理設(shè)計菌種的投放量、投放方法以及營養(yǎng)物質(zhì)，保證微生物凈化功能的最大化。

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收稿日期：2019-06-26

作者簡介：陳小妹（1985-），女，漢族，本科學(xué)歷，高級職稱，研究方向為環(huán)境技術(shù)管理。