生物技术在废水污染修复中的应用

黄泰来

摘 要：环境生物技术是21世纪科技发展最富魅力的高新技术。生物技术在各领域的应用很广，文章从生物技术的概念为出发点，对生物技术在水污染修复中的应用进行了具体分析，以便更好的应用于以后的发展中。

关键词：生物技术；废水；污染修复；应用

1 生物技术概述

生物技术，是指人们利用现存的生物进行体内物质和能量运动原理生产出对人体及环境有益的物质。通常来说，生物技术是指利用微生物、动植物的生理活动对被污染的物质进行加工、处理和修饰，最后生产出对环境有益的物质。

70年代之后，环境生物技术治理废水进入大发展时期，针对特定高浓度有毒废水已经培育出靶向，较高活性菌种。80 年代，国际合作及发展组织就对生物技术有了明确的定义，随着生物技术科学领域的不断发展，现代生物技术作为一种新型的科学技术已经被世界广泛接受和使用，现代生物技术主用包括基因工程、酶工程以及细胞工程。进入90年代通过遗传学改造，菌种更加适应废水处理要求。该技术应用于废水处理中有如下优点：（1）生物吸附力强，沉降效果好。（2）生物具有很强的降解能力，处理效率高。（3）处理量大且方法应用成熟。（4）无二次污染。

经过不断地摸索和探究，人们发现利用生物的生理特征可以有效治理水污染，如降解能力、吸附能力，这样既可以节省成本又可以获得高水平的污水处理效果，但由于目前生物技術仍处于初级水平，并不能很好地控制生物在外界因素影响下仍能高效地进行污水净化处理，因此生物技术在水污染治理中仍然存在许多问题有待于进一步优化。

2 生物技术在水污染修复中的应用分析

2.1 水生植物的应用分析

水生态修复是指在遵循自然规律的前提下，采取各种工程、生物和生态措施使水体恢复自我修复功能，强化水体的自净能力，修复被破坏的水生态系统，使之既可最大限度为人类所利用，又可使系统达到自维持状态。

水生植物是水生态系统的重要组成部分，在物质循环和能量传递方面起调控作用，在水生态修复中的作用方式主要包括物理过程、吸收作用、协同作用和化感作用。其在水生态修复过程中，主要是通过庞大的枝叶和根系形成天然的过滤网，对水体中的污染物质进行吸附、分解或转化，从而促进水中养分平衡；同时通过植物的光合作用，释放氧气，使水体中的溶解氧浓度上升，抑制有害菌的生长，减轻或消除水体污染。按照水生植物的生长特点，应用在水生态修复中的水生植物主要分为挺水植物、浮水植物、沉水植物等三大类。

2.2 河流湖泊污染的生物修复

地表河流、湖泊污染的生物修复，主要有微生物和植物修复法。对于浅水湖泊，在水中加入营养盐，用曝气法混合，底泥中的有机污染物可作为碳源被微生物利用，污染的湖泊得以修复。据报道，像大榕草、水芹、黑麦草等都对水体中N、P有去除作用。

2.3 废水污染的生物修复

目前，废水污染的生物修复主要有对重金属离子的修复和有机污染物的修复。美国科学家已对废水中金属离子锑、铬、铜、汞等有效去除效果的微生物进行了研究。此外，对废水中重金属离子的去除主要通过水生植物，如凤眼莲、破铜钱等。它们都能从水体吸收铅、铜、铬等金属。孙铁珩等人研究表明：水葫芦对污水具有一定的净化效果，水芹菜对黄金废水具有净化作用。有研究人员使用含假单胞菌的生物转盘处理矿物废水，铜和铁去除率分别达到95%、98%，并可使氰由4 mg/L 降低到0.06 mg/L。总之，生物修复技术在废水处理、生态平衡的协调中具有重要应用价值。

2.4原生动物修复技术

原生动物的影响主要体现在微生物修复法中。细菌与原生动物之间存在着密切的关系，原生动物的存在可以促进污染水体的净化。在水质监测的过程中还可以利用原生动物与细菌的这种相关性，直接观察原生动物的种类组成和生长，以此反映细菌的生长状况，并做到间接的评价生物修复处理的结果

3 生物技术修复水污染问题的未来发展展望

生物技术是一项很有前途的交叉学科，尤其在水污染治理方面，技术应用成熟，治理效果好，适合大规模工业生产的应用。就我个人认知而言，未来环境生物技术在水污染上的实践突破着重在两方面。第一，在原有的技术基础上开发靶向更强，效率更高的菌种，同时寻找更有效的生化反应催化剂，提高活性污泥技术与生物膜技术对污水的处理能力，以期接近“零排放”。第二，寻找新的环境生物技术，以期能从源头上治理水污染，在工业生产中实现过程中治理，真正阻断废水的产生途径。

对于“三废”中最直接影响人们健康与食品安全的废水，环境生物技术给出的成熟方法不是我们裹足不前的理由。目前，对已经应用的环境生物技术的机理研究还不太成熟，各科研机构的环境生物技术方向的研究员从活性菌种、生化反应器、曝气池等多方面进行研究工作。特别是着眼于微生物与外界环境物质相互作用及新陈代谢的各种生化反应机理、活性菌种的群落功能和其自身结构性质、厌氧池和高效膜反应器的改进及化工分离单元中滤饼材料的选择应用，这些都将直接影响环境生物技术对污水的处理净化能力以及应用这种技术的经济性。因此，在物理化学和生物化学反应研究的基础上对环境生物技术优化以及再创造是非常必要的，环境生物技术在废水处理领域也必然会发挥越来越重要的作用。

4 结语

总之，受污染水体的修复是一个极为复杂的系统工程，目前，我国水体的污染状况均较为严重，采用单一的生物修复技术很难达到理想的修复效果。因此，可以采用多种生物技术应用于水污染的修复中，确保修复的效果。

参考文献：

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[2] 金晓红，任化炜. 环境生物技术应用于环境保护的新进展[J]. 环境保护. 2002（02）

[3] 罗先群，桑士兵，谢旭缳，黄兴刚. 利用生物技术处理城市生活垃圾的研究[J]. 辽宁城乡环境科技. 1999（04）.