环保生物技术在大气污染治理中的应用

2022-02-14龙平

科技创新导报 2022年20期

龙平

（毕节市生态环境局纳雍分局贵州毕节 553300）

工业化与城市化为国家创造了巨大的经济效益，但同样也带来了一定的环境污染问题，特别是大气污染的问题相对突出，为实现生态可持续的目标，我国多年来一直致力于治理大气污染，如实施新能源汽车的推广、汽车尾气治理、工业废气排放限制等策略。但在当前的条件下，国家对大气污染治理提出了新的技术要求，环保生物技术具有显著的优势，在大气污染治理方面有着巨大的应用潜力，未来的大气污染治理中，需加强对环保生物技术的创新。

1 当前我国大气污染的治理现状

在很长一段时间内，我国一直坚持的是粗放型的发展理念，在这一发展理念的支持下，一些企业主体或者居民，在生产生活过程中缺乏三废排放的控制。从20世纪70年代开始，环境污染就引起了国家相关部门的重视，陆续出台了一系列的法律法规，指导大气污染治理，在这些法律法规中，明确提出了污染源的排放标准、空气质量检测等规定，这些法律法规的全面落实，给予相关主体的大气污染治理提供了法律保障。在经济社会不断发展的过程中，一些新的大气污染问题随之出现，如雾霾等，成为了大气污染治理中不可忽视的问题，为从源头上控制这一问题，政府出台了《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》，这一政策重点针对的是能源利用、煤炭加工与燃烧，从这些方面实现了二次污染的控制、能源的高效利用。随后几年时间内，国家又陆续颁布了多部相关法律法规，出台了相应的政策，这些都对大气污染治理起到了重要的指导作用［1］。虽然如此，大气污染治理方面还存在着许多问题，在未来的工作中，还需从法律法规完善、政策制定与落实、技术更新与改进等方面出发。

2 环保生物技术在大气污染治理工作中的优势

2.1 自身不会造成污染

结合大气污染治理的历程，在传统的治理过程中，主要采用的是物理手段，为实现汽车尾气排放的控制，一般会在汽车排气管末端位置安装粉尘吸收或者过滤装置，以利用这些装置来减小排放量。但大气污染治理中的物理手段应用，需借助相应的工具与设备来完成，在这些工具与设备制作时，会对大气环境造成新的压力，再加上工具、设备的使用寿命非常有限，在设备达到了使用年限时，报废处理又是一个问题，需选择对环境污染最小的报废处理方式［2］。环保生物技术克服了传统治理技术的局限性，具体的大气污染治理时，直接利用的是自然界中的生物作用，如微生物，其在物质与能量循环中有着重要的作用，在大气污染治理中的微生物应用，实际上通过人为干预的方式，加快了自然界中的物质、能量循环速度，不会产生二次污染。

2.2 可持续发展特征

大气污染治理的开展是为了改善空气质量，促进生态可持续目标的实现，环保生物技术与其他的技术相比，在大气污染的减缓和阻止方面作用突出，不仅可降低排放量，更有助于部分生物资源的自我恢复。在生物环保技术下的大气污染治理，主要是利用微生物来实现的，因为微生物作为自然界中的一部分，可从分子角度实现污染物的处理。在微生物作用下，一些污染物可转变为水、二氧化碳、二氧化氮等污染小的物质，这一处理过程的效率高、效果好，安全环保又经济，与可持续发展的目标相一致。以好氧生物技术为例，此技术下对大气污染的治理利用的是微生物的代谢作用，在微生物代谢的过程中，也就实现了对大气中污染物质的分解，但为保障治理效果，不仅要保障有足够的氧气，更需要加强温度管理。好氧生物技术的投入低，整体的操作过程相对简单，其具体流程如图1所示。

图1 好氧生物技术处理

3 环保生物技术在大气污染治理中的应用

3.1 生物过滤技术

在大气污染治理中，环保生物技术中往往有多种的技术，其中，生物过滤技术是典型代表，这一技术的应用范围比较广。与传统的技术不同，环保生物技术下通过微生物，可将大气中对人体有害的污染物加以降解，如大气中的有害气体，在微生物作用下可被降解为二氧化碳等气体，微生物处理过程实现了对大气污染的治理、空气质量的恢复。生物过滤技术下，废气中的污染物浓度显著降低，生物防治效果突出。在生物过滤技术应用时，关键要注意以下几方面。（1）加强对微生物活性状态的动态监测，只有在达到了特定的活性值以后，才可进行大气污染治理。在利用微生物开展大气污染治理时，处理效果往往会受到多种因素的影响，这就需要在生物过滤的全过程中，应加强对这些影响因素的控制，如需加强对过滤环境的监测，将温度控制在合理的范围内，尽可能降低这些因素对于生物过滤所造成的不利影响。具体的生物过滤过程中，也需根据对具体情况的掌握，及时补充微生物活性［3］。（2）管理微生物的繁殖，为保障管理的科学性，相关人员需根据对微生物生长环境的分析，做好对温度、湿度等基本环境参数的控制。例如，如果在大气污染治理中采用的是生物除臭过滤技术，在此技术应用时，关键要做好气体物质和生物塔填料工作，将处理环境的各项指标控制在正常范围内，并密切监测滤塔中的微生物状态，确保在填料表面可形成生物膜，实现有害物质的降解，提高空气质量。

3.2 生物膜治理技术

生物膜技术在大气污染治理中也相对有效，如果在大气污染治理的过程中能够采用这一技术，可大大提高整体的治理效率，且在治理过程中的人力、物力资源都相对较少。在利用生物膜技术开展大气污染治理时，天然材料、合成材料为载体，在这些载体表面的生物膜构建，可以为大气中有害气体的降解创造良好的条件。从本质上看，生物膜技术下，可有效实现气体与液体的转换，在对大气中有害气体治理时，可实现这些气体向液体的转化，实现空气的净化。对于大气污染来说，污染气体的成分复杂，因为生物膜的特殊作用，可有效将气体中的有害化学成分转化低污染物质，但在这一过程中，需保障与填料装备的可靠连接，将需要处理的废气转入其中，进入废气的处理阶段［4］。在当前的大气污染治理中，生物膜技术已然得到了越发广泛的应用，因为这一技术对污染物的降解作用明显，不仅可确保污染物的处理效果，更能够在微生物生长和繁殖时提供足够的营养，保障微生物活性。在一些工业企业中，伴随着生产作业的进行，存在着大量的工业废气，在对这些废气加以处理时，生物膜技术非常有效，利用这一技术开展处理时，流程简单且维护便捷，在整个的处理过程中，能源消耗少，将工厂排放的醋、醇、醚、酸等有机污染气体与空气内的氧气高度结合，经由相间传质，可实现污染物质的吸附与净化，达到最为理想的处理效果。

生物膜技术的应用流程如下：将臭气经由风管排进洗涤塔，实施预处理，并增加气体的自有湿度，经由这一处理所得到的气体排入到生物过滤塔内，微生物会自动对气体加以净化，在此处理过程中，生物过滤塔为媒介，可实现对有害物质的净化。

3.3 生物检测技术

生物检测技术在大气污染治理中同样有着一定的应用，为保障大气污染治理的有效性，必须要在治理工作开始之前，全面掌握大气中的污染物类型、含量。在技术不断进步的今天，生物检测技术已经有了显著的发展，利用生物检测对大气加以检测时，检测流程简单，可在较短的时间内得到准确的检测结果，在清晰地掌握了大气污染程度的基础上，采取最为恰当的大气污染治理措施。通过生物检测技术在大气污染中的应用，可精准定位污染源，检测具有一定的实时性特征，由于大气污染的扩散性，利用生物检测可动态监测污染物的转化趋势与规律。但利用生物检测技术时，需确保参与到大气污染治理中的相关人员，要具备极高的数据处理和分析能力，能够通过对检测数据的全面分析，掌握大气污染物质的存在状态、变化趋势，制定最为有效的控制对策［5］。但在生物检测技术应用时，每个地区都应该立足于区域的技术发展或者大气污染治理现状，逐步构建完善的监测系统，对污染源、污染类型、程度等实施动态化监测。就当下大气污染治理中生物检测技术的应用现状来看，PCR技术、电子显微技术、基因差异显示技术的应用较多，这些技术的使用，可动态监测大气中的污染物，并开展大气质量的综合评估，依据评估结果制订治理方案。

3.4 生物修复技术

生物修复技术在大气污染治理中应用时，既可以单独使用也可以与其他环保生物技术结合起来应用，不论是单独使用还是综合利用，都可将大气中的污染物清除，根据其清除过程与原理，利用的是生物的降解作用。生物修复技术的效率高，只需要在很短的时间内就可完成大气污染治理，但当前的生物修复技术发展尚不成熟，有关专家还在对生物修复技术开展大量的研究。与其他的技术相比，生物修复技术可对污染物加以精准定位，从源头上抑制污染源在更大范围内扩散与传播。大气污染的治理中，很多的工作都要由人工来完成，需重视对自然界中很多物质状态的动态监测，以维持自然界中的物质循环与能量流动。例如，生物修复中，植被恢复作为常用，因为植物的空气净化作用突出，在大气污染治理中，完全可依赖植被的吸附作用，减少空气中的颗粒物质［6］。生物修复技术在我国经历了几十年的发展，在对大气污染治理时，利用的是生物的分解作用，如在一些大气污染治理时，采用的是微生物修复技术，这一技术的流程虽然相对复杂，但对去除空气中的石油污染、有机氯化物污染、聚合物污染等却十分有效。在生物的新陈代谢作用下，能够实时监测治理区域内大气中的有毒有害物质，进而使空气中的毒气浓度大大降低。在生物修复的转化条件下，所形成的气体无污染，基本不会发生二次污染的现象，安全性好、社会效益高。但生物修复技术的类型较多，如生物洗涤或者过滤，需根据对具体情况的调查，选择最为合适的生物修复技术，确保大气污染的治理效果。

3.5 其他综合技术

在环保生物技术应用在大气污染治理中时，也需将治理技术与其他的现代化技术结合起来，只有充分实现了技术综合，才能够提高大气污染的治理效率与效果。不论在大气污染治理中采用的是哪种的治理技术，都需要注重对生态环境的保护，加大智能化技术、数字化技术在其中的应用，使得在大气污染治理的过程中，有关环节可以呈现出自动化的特点，减少在大气污染治理中的人力物力消耗。在大气污染治理的过程中，经由环保生物技术与计算机技术的结合，可在治理的过程中对有关的数据加以分析，将数据用于治理指导。环保生物技术中的分子遗传技术，此技术既具有环保性，又具有自动化特点，可将废物加以收集，最终转变为能源或者其他的农副产品。例如，在农业生产领域，施加微生物化肥的过程，通过DNA充足的方式，可生成相应的酶，也就可减小施肥过程中的生态破坏与环境污染。此外，基因技术也属于环保生物技术，此技术下的降解速率大大提高，在未来具有巨大的发展潜力。

4 环保生物技术的未来发展前景

4.1 完善技术体系

在当前的大气污染治理中，环保生物技术已经得到了显著的发展，且一些环保生物技术在大气污染治理中呈现了良好的应用效果，但在未来技术不断发展的过程中，为扩大环保生物技术的应用范围，国家应致力于技术体系的研究，构建完善且科学的环保生物技术体系，使得在一切的大气污染治理中，相关人员能够根据大气污染的程度、扩散趋势，选择最为合适的治理技术，尽可能地减少污染物的转移。在环保生物技术体系中，应包含各种的环保生物技术，每一种技术的适用条件、应用注意事项和操作要点，确保在大气污染治理时，技术体系能够对实际的污染治理工作起到重要的技术指导作用。

4.2 强化生物检测

在未来的环保生物技术应用中，也需强化生物检测，特别在信息时代到来以后，各项信息化技术有了显著的发展，带动了环境生物污染检测的快捷化、灵敏性，通过生物检测，可高效、准确地得到大气污染数据，将检测数据用于污染治理。例如，分子生物技术应用后，可对污染源加以细分，并掌握污染物质在转化与降解方面的具体特点与趋势，开展突变原因的分析，确保大气污染治理措施的有效性。