環(huán)保生物技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用分析

黃志剛

（惠州市惠陽區(qū)環(huán)境技術(shù)中心，廣東 惠州 516211）

引言

隨著生物科學(xué)、生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)保生物技術(shù)也取得了長足進(jìn)展，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域發(fā)揮著良好作用，為各類環(huán)境問題提供有效的治理方式，有利于保證環(huán)境安全。目前大氣污染問題日漸嚴(yán)重，工業(yè)廢氣、汽車尾氣不斷增加，大氣污染對(duì)自然生態(tài)、人類健康都具有極強(qiáng)的負(fù)面影響，而環(huán)保生物技術(shù)可以對(duì)各類常見大氣污染物進(jìn)行處理，達(dá)到環(huán)境治理的目的。在環(huán)保生物技術(shù)中，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)、生物膜治理技術(shù)、生物過濾技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)等能夠?qū)ξ廴疚镞M(jìn)行監(jiān)測(cè)和處理，可以最大限度地減少大氣污染的危害，保護(hù)大氣環(huán)境。

1 大氣污染現(xiàn)狀分析

1.1 大氣污染產(chǎn)生的原因

大氣污染可分為天然污染與人為污染，天然污染一般是火山噴發(fā)等自然現(xiàn)象造成的污染，比較常見的有二氧化硫、一氧化碳等污染[1]，而人為污染則主要為工業(yè)廢氣、汽車尾氣等污染。大氣污染物大多以粉塵、顆粒的形式存在于大氣環(huán)境中，會(huì)隨著大氣流動(dòng)而不斷擴(kuò)散，若不及時(shí)治理會(huì)不斷擴(kuò)大污染范圍，對(duì)生態(tài)環(huán)境、人體健康等造成負(fù)面影響。隨著社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，人們生產(chǎn)生活的各類活動(dòng)都在不斷加劇大氣污染問題，比如空調(diào)等設(shè)備的使用、煤炭等化石燃料應(yīng)用的增加都會(huì)加劇大氣污染；化工廠、水泥廠等工業(yè)企業(yè)排放廢氣中的酚、苯、硫等物質(zhì)也會(huì)對(duì)大氣造成不良影響；交通運(yùn)輸中汽車數(shù)量及汽車尾氣排放量的增加，也加劇了大氣污染程度。大氣污染與自然、人為因素密切相關(guān)，在進(jìn)行污染治理時(shí)，我們也需要從客觀條件出發(fā)，科學(xué)控制污染源，保證大氣環(huán)境的健康與安全。

1.2 大氣污染現(xiàn)狀分析

工業(yè)廢氣是大氣污染的重要來源，伴隨著工業(yè)化水平日漸提高，大氣污染愈演愈烈，并且具有一定不確定性。氣候變化之類的外力因素也會(huì)加快大氣污染物的傳播，擴(kuò)大污染的影響范圍，為自然環(huán)境、生產(chǎn)生活帶來不良影響。此外，人們?nèi)粘Ｉ钪袡C(jī)動(dòng)車尾氣排放造成的污染，各類電氣設(shè)備的污染物排放，也都會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成一定影響。目前在我國，無論是水體污染還是土壤污染等，都得到了妥善處理和長效監(jiān)管，而相關(guān)配套技術(shù)的探索和創(chuàng)新始終沒有停止過[2]。目前國家正在不斷完善環(huán)境污染的相關(guān)法律，以加強(qiáng)對(duì)大氣污染的控制，提升大氣污染治理效果?！吨腥A人民共和國大氣污染防治法》經(jīng)1987年決議通過后，先后經(jīng)過1995年、2018年兩次修正，2000年、2015年兩次修訂，為大氣污染防治提供了可靠依據(jù)。地方政府及環(huán)保部門也在不斷完善相關(guān)規(guī)范，使大氣污染治理與本地實(shí)際情況相符合，以提升治理效果。但在實(shí)際工作中，環(huán)保責(zé)任不明確、環(huán)保質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問題仍時(shí)有發(fā)生，相關(guān)法律在具體執(zhí)行、實(shí)施過程中也受到層層阻礙。如為應(yīng)對(duì)汽車尾氣排放造成的大氣污染，相關(guān)部門出臺(tái)了搖號(hào)、限號(hào)政策，并對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣排放檢測(cè)提出了要求，但目前管理中仍存在各種問題，大氣環(huán)境保護(hù)工作難以有效開展。

2 環(huán)保生物技術(shù)在大氣污染治理中的作用

2.1 緩解大氣污染

環(huán)保生物技術(shù)能利用地球自身能力，通過物質(zhì)循環(huán)進(jìn)行大氣污染治理[3]。環(huán)保生物技術(shù)可以將有機(jī)污染物作為生物反應(yīng)過程的反應(yīng)物，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣、酒精等物質(zhì)，在消除污染的同時(shí)，促進(jìn)有機(jī)廢物資源化。而環(huán)保生物技術(shù)的生物轉(zhuǎn)化效率高、副產(chǎn)物少，能在處理污染物的同時(shí)，避免二次污染，有利于改善環(huán)境質(zhì)量。環(huán)保生物技術(shù)中的生物過濾技術(shù)、生物膜治理技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)等，都能夠利用微生物等條件對(duì)廢氣等污染物進(jìn)行處理。

2.2 改善大氣環(huán)境質(zhì)量

環(huán)保生物技術(shù)可以發(fā)揮生物在生態(tài)鏈中的良好作用，穩(wěn)定大氣狀態(tài)，改善其質(zhì)量。在治理中能夠充分利用自然界的微生物、植物等，對(duì)污染問題進(jìn)行有效處理。在這一過程中，由于生物轉(zhuǎn)化的溫和性，不容易造成其他污染。此外環(huán)保生物技術(shù)的應(yīng)用，具有可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)，可以提高大氣自身的凈化能力，更好地改善自然環(huán)境條件，保證人們的生產(chǎn)生活質(zhì)量。

2.3 兼具經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益

環(huán)保生物技術(shù)在大氣污染治理中兼具經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，能夠在發(fā)揮良好治理作用的同時(shí)，降低治理成本，避免二次污染，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。環(huán)保生物技術(shù)是一種反應(yīng)溫和，成本較低的治理技術(shù)，主要借助酶催化反應(yīng)，在常溫常壓下進(jìn)行污染治理，能夠避免污染擴(kuò)大[4]。在治理中所應(yīng)用的微生物、植物等生物來源廣泛，治理技術(shù)原理相對(duì)簡單，操作也比較簡便，能夠更加簡單、高效地開展治理，有效減少了人力及物力成本。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的不斷發(fā)展，基因工程、細(xì)胞工程、酶工程等生物高技術(shù)飛速發(fā)展，生物環(huán)保技術(shù)的處理效率進(jìn)一步提高，治理工作的針對(duì)性提升，能夠進(jìn)一步降低治理成本，具有良好的社會(huì)效益。

3 環(huán)保生物技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用

3.1 生物過濾技術(shù)

生物過濾技術(shù)一般利用微生物作用進(jìn)行大氣治理[5]，是利用微生物等生物材料對(duì)污染物進(jìn)行降解的技術(shù)。其首先利用生物反應(yīng)器捕獲大氣中的污染物，并通過生物降解的方式對(duì)其進(jìn)行微生物氧化，完成大氣污染治理。生物過濾技術(shù)在大氣污染的過濾與凈化中有良好應(yīng)用，能夠通過生物過濾器，利用微生物去除空氣污染，當(dāng)受污染的空氣流經(jīng)填料床時(shí)，空氣中的污染物會(huì)轉(zhuǎn)移至填料表面的生物膜中，被生物膜上的細(xì)菌、真菌等微生物降解，最終實(shí)現(xiàn)凈化。生物過濾技術(shù)可以對(duì)惡臭化合物、水溶性揮發(fā)性有機(jī)化合物等進(jìn)行有效處理。通過大型生物濾池的建立與應(yīng)用，其能夠?qū)Υ罅课廴究諝膺M(jìn)行高效處理，發(fā)揮污染治理作用。為保證生物過濾的治理效果，在利用生物過濾技術(shù)時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)注意為微生物的生長繁殖提供充足的有機(jī)成分，并為其營造良好的生存環(huán)境，促進(jìn)微生物在適宜的溫度、濕度、含氧量下更好地繁殖成長。

3.2 生物膜治理技術(shù)

生物膜治理技術(shù)是一種常用的大氣污染治理方式[6]，其利用生物膜法作為污染物治理的技術(shù)條件，在廢氣治理中有極高的應(yīng)用價(jià)值。利用生物膜治理技術(shù)處理大氣污染中的廢氣，需要在氣體及液體擴(kuò)散中，轉(zhuǎn)化臭氣中的化學(xué)物質(zhì)，將大氣污染的氣相物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液相物質(zhì)，由于液相物質(zhì)及固體在擴(kuò)散過程中會(huì)發(fā)生化學(xué)性質(zhì)的改變，因此能夠借由液相方式將其轉(zhuǎn)化為填料，并在填料表層通過生物膜對(duì)污染物進(jìn)行處理。生物膜可以與污染物發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的凈化，保證大氣污染治理的可靠性與可行性。應(yīng)用生物膜處理大氣污染物時(shí)，填料表層的生物膜會(huì)與污染物發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)也會(huì)將污染物轉(zhuǎn)化為生物膜中微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)，為其提供分解代謝的來源，或參與其他化合反應(yīng)，有利于提升治理效果。利用生物膜治理大氣污染，可以對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的污染物排放進(jìn)行有效治理，比如利用CBl菌株可脫去煤中18%～47%的有機(jī)硫，利用氧化亞鐵硫桿菌使褐煤氧化脫硫等，可實(shí)現(xiàn)燃料脫硫，減少后續(xù)造成的大氣污染，保證環(huán)境質(zhì)量。

3.3 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)

在大氣污染治理中，環(huán)保生物技術(shù)不僅可用于污染物處理工作，也可以對(duì)大氣污染程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)[7]。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)是根據(jù)生物特性進(jìn)行污染監(jiān)測(cè)的手段，相關(guān)人員可以通過各種生物監(jiān)測(cè)手段對(duì)大氣污染物成分進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，比如酶聯(lián)免疫技術(shù)、PCR技術(shù)等技術(shù)條件，能夠加強(qiáng)對(duì)大氣污染的預(yù)警，為污染治理提供準(zhǔn)確依據(jù)。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)具有實(shí)施規(guī)模大、影響范圍廣的特點(diǎn)，比較適用于大氣污染監(jiān)測(cè)，利用生物技術(shù)能夠有效監(jiān)測(cè)大氣中污染物的含量、成分，進(jìn)而全面掌握大氣污染情況。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)中的生物傳感器、基因探針、生物芯片等技術(shù)條件，都可以對(duì)大氣污染源進(jìn)行定位、追蹤，便于相關(guān)人員了解大氣的污染程度、污染擴(kuò)散情況，從而展開詳細(xì)分析。生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有連續(xù)監(jiān)測(cè)的能力，可以綜合評(píng)估、分析大氣污染程度[8]。此外，隨著電子顯微鏡、基因差異顯示技術(shù)等現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在大氣污染監(jiān)測(cè)中發(fā)揮的作用日漸提升，能夠?qū)ξ廴具M(jìn)行系統(tǒng)化評(píng)估，提高污染監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性、靈敏性，在保證大氣污染監(jiān)測(cè)可靠性的同時(shí)，也能夠?yàn)楹笃诮档瓦\(yùn)營成本創(chuàng)造良好條件。

3.4 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)是利用生物分解有機(jī)物質(zhì)的能力進(jìn)行污染物治理的技術(shù)，包括植物修復(fù)與微生物修復(fù)兩種方式。其中植物修復(fù)是現(xiàn)階段治理大氣污染的重要方法，很多植物具有吸附空氣中污染物的能力，比如橡皮樹、琴葉榕等植物可以吸附PM2.5；冬青、紅楓等植物可以吸附二氧化硫等；植物的光合作用可以吸收空氣中的二氧化碳，并將其轉(zhuǎn)化為氧氣，能夠緩解溫室效應(yīng)等。因此在大氣污染治理中，有計(jì)劃地大規(guī)模種植具有吸附作用的植物，能夠改善大氣環(huán)境質(zhì)量，治理大氣污染問題。相較于其他治理技術(shù)，生物修復(fù)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)具有經(jīng)濟(jì)、無二次污染等特點(diǎn)，此外利用植物吸附作用凈化大氣污染，還能提高資源的利用效率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，因此應(yīng)用價(jià)值極高。

3.5 生物發(fā)酵技術(shù)

生物發(fā)酵技術(shù)可以對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)降解處理，最終將污染物轉(zhuǎn)化為無毒無害物質(zhì)，是生物工程的重要組成部分，對(duì)大氣污染治理也有重要意義。生物發(fā)酵技術(shù)通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)各類化合物，通過發(fā)酵將空氣中的污染物降解為二氧化氮、水分、甲烷、氮?dú)獾瘸煞?，以此?duì)污染物進(jìn)行處理。生物發(fā)酵中生物酶的應(yīng)用可以有效處理大氣污染物，通過生物酶除臭劑等對(duì)臭氣進(jìn)行處理，可取得良好的治理效果。生物發(fā)酵技術(shù)具有處理徹底、環(huán)保性強(qiáng)的特點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要注意，可通過發(fā)酵處理的污染物種類相對(duì)有限，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合污染的實(shí)際情況合理選擇技術(shù)。

3.6 生物洗滌技術(shù)

生物洗滌技術(shù)是利用微生物清洗、處理污染物的技術(shù)，通過微生物體內(nèi)細(xì)胞生成的催化洗滌劑，對(duì)清洗對(duì)象中的污染物進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化，以實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的處理。生物洗滌技術(shù)在大氣污染治理中應(yīng)用良好，工作人員可以將廢氣吸收并通過懸濁液再生完成生物洗滌，實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣污染物的處理。但生物洗滌技術(shù)的應(yīng)用需要消耗大量資金，在實(shí)際應(yīng)用中，也更加適合大規(guī)模的廢氣排放處理，因此往往被經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的大型工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)所采用。

4 應(yīng)用環(huán)保生物技術(shù)治理大氣污染的前景分析

近年來，生物科學(xué)、生物工程等技術(shù)不斷發(fā)展，環(huán)保生物技術(shù)也更加成熟、穩(wěn)定、高效，在大氣污染治理中能夠提供安全可靠、無毒害的治理方式。環(huán)保生物技術(shù)與其他科學(xué)技術(shù)相結(jié)合可提升污染治理效率[9]。環(huán)保生物技術(shù)具有無環(huán)境二次污染、經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)勢(shì)，對(duì)改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義[10]。

環(huán)保生物技術(shù)在大氣污染治理中，除了可以應(yīng)用常規(guī)的生物反應(yīng)對(duì)大氣污染物進(jìn)行治理外，也可以進(jìn)一步發(fā)揮其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的作用。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)正隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，其監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率與效率都在不斷提升，可以更加準(zhǔn)確、科學(xué)地評(píng)估大氣污染物的主要類型、污染嚴(yán)重程度以及污染擴(kuò)散情況，為污染治理提供更加有效的依據(jù)。

近年來環(huán)保生物技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，其低成本、高效率的特點(diǎn)也被廣泛認(rèn)可，然而單一的環(huán)保生物技術(shù)治理大氣污染效果相對(duì)有限，因此，環(huán)保生物技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合的治理方案成為目前研究的重點(diǎn)。環(huán)保生物技術(shù)與其他環(huán)保技術(shù)相結(jié)合也是其未來應(yīng)用的重要方向，環(huán)保生物技術(shù)雖然可以利用生物條件對(duì)污染物進(jìn)行吸附、處理，但在實(shí)際應(yīng)用中仍有一定局限，而其他環(huán)保技術(shù)的融入可以幫助其提升治理效果。伴隨著環(huán)保事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，環(huán)保生物技術(shù)與物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)等相結(jié)合，可以更好地發(fā)揮生物技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升其處理污染物的效率。此外，環(huán)保生物技術(shù)的應(yīng)用與環(huán)保規(guī)范相配合，也能夠取得良好的管理效果，讓環(huán)保生物技術(shù)在發(fā)揮作用的同時(shí)，推動(dòng)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。

5 結(jié)語

環(huán)保生物技術(shù)是一種能夠高效、低耗處理各類污染物的新型技術(shù)，其治理污染的反應(yīng)條件相對(duì)溫和，治理過程不容易造成二次污染，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。在大氣污染治理中，環(huán)保生物技術(shù)可以監(jiān)測(cè)大氣中污染物的含量，能夠利用微生物、物理原理等對(duì)常見的大氣污染物進(jìn)行處理，有利于減少大氣污染。環(huán)保生物技術(shù)不僅為大氣污染治理提供了可行的策略，隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，其治理效果在不斷增強(qiáng)，治理方式與途徑也在不斷擴(kuò)展，具有良好的應(yīng)用前景，是一種穩(wěn)定高效、低成本的治理技術(shù)，在減少污染的同時(shí)，促進(jìn)了人與自然的和諧發(fā)展。