生物方法在水污染修复中的应用研究
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[摘 要]自工业革命以来，水环境污染问题也变得越来越严峻，对人类的生存和进步都产生了严重的威胁与制约。因此，做好水污染控制和处理已成为一个世界性话题，受到了全世界人民的共同关注。在污水处理技术的研究中，目前，生物处理法已成为主要的水环境控制和污水处理手段。在现代生物技术不断涌现的今天，这一技术更是成为水污染控制领域的研究重点。基于此，本文对生物技术在水污染修复中的应用进行了详实的分析，以供参考。
中图分类号：TP457 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0397-01
前言：当前，生物修复技术在国际上已蓬勃发展，随着环境污染的日益严重和人们环保意识的增强，对生物修复技术应用的需求也越来越大，生物修复已从单一的环境目标治理，发展为广泛应用于环境保护的各个方面，并且开始影响其他行业。
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，但由于目前生物技术仍处于初级水平，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 生物方法再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 固定化微生物技术的应用分析
固定化微生物技术是生物工程领域中一个亟待解决的难题，自从二十世纪八十年代开始至今，国内外学者大力钻研这一工作新技术，也是的这一处理技术在工业生产和废水处理中得到了广泛的采用，并且取得了巨大的工作成绩。截至目前，这一技术在应用中有效的形成了以高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等为主的处理方式，且形成了一个系统化的处理流程。这种技术的个一方面为污水处理的提供了高质保障，另外一个方面也为水处理提供了可回收利用基础。
2.3 动物修复
动物修复主要是利用水生动物对水体中有机和无机物质的吸收和利用来净化受污染的水体，一般是通过呼吸道、消化道、皮肤等途径。利用生态系统食物链中的蚌、螺、草食性浮游动物和鱼类，直接吸收营养盐类、有机碎屑和浮游植物，可取得显著的效果。浮游动物主要包括原生动物和后生动物， 污水处理中常见的原生动物有肉足类、鞭毛类和纤毛类， 常见的后生动物有轮虫、 甲壳类和昆虫及其幼体等。浮游动物能分泌有利于细菌凝聚的物质， 并且本身在沉降过程中挟带细菌下沉， 从而改善了污泥的沉降性能； 浮游动物能吞食浮游植物和污泥碎片， 并能活化细菌； 浮游动物对毒物比细菌敏感， 可对污水中的毒性起到监测作用。
鱼类能够以浮游植物和浮游动物为食， 有效地抑制后两者的过度繁殖， 避免二次污染， 使修复作用达到最佳效果。动物在水污染修复中主要起辅助作用，但它在处理污染物质的同时增加了经济效益及观赏效益，是传统生物修复的必要补充。
2.4 联合修复
随着生物修复技术的发展，单一修复技术优缺点并存的结果已无法满足污水处理的需求，生物联合修复已得到了广泛的关注和应用。人工湿地是通过对自然湿地的模拟形成人工生态系统，其净化机理独特而又复杂。利用污水――微生物――水生植物――水生动物复合生态系统的协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收、微生物分解和动物消费来实现对污水的高效净化，是目前应用比较广泛的生物修复技术。近年来，我国将该技术广泛应用于城市污水处理和景观水体净化方面，并逐渐扩展至处理农业污水、暴雨径流和富营养化水体等。
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、曝气池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。
结语：综上所述，目前，有关水生植物在水生态修复中的应用研究，除了考察水生植物生态修复的效率及影响因素外，还应注重水生植物的使用和管理水平，并考虑多物种的组合研究， 充分发挥水生植物之间的协同性，以达到水生态修复的目的。而在水生植物资源利用化途径研究方面，由于每种水生植物往往可代谢积累多种产物， 具有多种资源利用价值，因此应该注重代谢产物的综合利用，从而提高其生态效益和经济效益。
参考文献：
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