环境生物技术在水污染治理中的应用

环境生物技术在水污染治理中的应用

张桢豪 1 孙默 2

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摘要：水环境污染是困扰我国经济发展和民生建设的重要问题，水体中的污染物随着生物链逐渐迁移并富集到人体内，成为严重威胁人体健康的重要因素。污染问题迟迟不能够得到有效解决，对于可持续发展的目标恐怕也是难以实现。因此就必须要高度重视水污染问题，同时还需要制定切实有效的防控和预防措施。基于生物体活动设计污水无机物分解流程，将大分子物质转化为小分子物质溶于水体中，同时能量释放到细胞外部，以此实现对污水的有效治理。对比试验证明，相比传统方法，设计方法在实际应用中对水体的净化效果更佳。

关键词：水污染；治理；环境生物技术；应用

1导言

城市发展过程中，随着人口不断增加，生活和工业用水排放量增多，会对水环境造成一定影响。多种污染物在水体中混合，相互作用，会对生物体产生潜在影响，但这并不在传统水环境监测范围之内，这是理化监测技术的缺陷。生物监测技术通过观察生物种群的变化来探究污染物更深层次的影响，能够填补传统理化监测技术的不足，使水环境监测更加全面、科学。

2当前水污染现状以及危害

2.1水污染现状

近年来由于国内轻工业和重工业得到了快速发展，但是在排污治污能力上并没有得到相应发展，因此就导致水污染引起的缺水和其他事故不断发生。不仅影响到正常的工业生产，就连农业也受到了减产的影响，严重影响到人们的正常生活，导致我国可持续发展战略的推进受到了严重影响。据有关部门调查，目前国内主要河流中污染最严重的是辽河、海河和淮河。尤其是在华北地区并不是很丰富，而地表水资源质量快速下跌治理难度也是愈加困难。除此以外，地下水资源的污染程度虽然不及地表水资源，但是状况也不容乐观。尤其是在北方的某些城市以及郊区，在排污河两侧以及灌溉区的地下水资源不仅出现了严重的浪费，污染情况也是触目惊心。

2.2水污染带来的危害

人体的一切生理活动都离不开水，但由于在发展经济的过程中，不重视对水污染的治理，导致广大城乡居民的用水安全受到了严重威胁。根据相关部门调查统计我国接近50%的人口只能是饮用不合格的标准水，这也就为疾病的暴发埋下了伏笔。同时工农业的快速发展不仅对水资源造成了污染，同时也直接影响到人们的饮水安全，而水污染严重的情况下，也会直接影响到工农业产品的质量和产量，进而导致出现严重的经济损失。水污染问题愈加严重，这就会导致工业用水的处理费用直接抬升，增加了企业的经济成本。而农业用水受到了污染，会直接影响到农作物的生长和发育，进而导致减产甚至绝产。尤其是在土壤受到污染后，其内部的营养价值会迅速流失，在很长一段时间内失去土壤的功能性作用，因此也会导致土地资源的严重浪费。

3生物修复技术的概念和优点

3.1概念

简单来说，生物修复技术就是利用生态系统的自我调节能力，来修复遭受污染、破坏的环境。在城市河道中，由于水环境复杂，以生物修复技术为主，同时辅以人工干预措施，成为污染治理的有效手段。从实际应用来看，生物修复技术包括植物修复、动物修复、微生物修复等技术类别，主要措施是生物促生、生物通气、生物强化方法等，对不同的污染问题进行针对性治理。

3.2优点

和传统污染治理技术相比，生物修复技术的优点是：①应用范围广，可对整个水域进行治理，不仅修复效果好，而且用时短，能有效去除水体中的污染物。②修复技术措施的成本较低，具有长远的治理效能，有利于降低政府部门的资金压力。③污染治理时，污染物在原地被清除，能减少运输、特殊处理等情况，治理操作简单，具有较强的可行性。④污染治理过程中，不会形成二次污染，能减少对周边环境的干扰，突出环保特性。

4环境生物技术在水污染治理中的应用

4.1微生物

用于生物监测的微生物应当是群落多样性、群落均匀度、优势细菌丰度都十分优秀的种类，如广泛分布于水环境中的发光细菌、与各种鱼类共生的费氏弧菌。发光细菌的发光主要依赖于发光酶系统，这种酶是一种异二聚体蛋白质，在与有毒物质接触时，若它被有毒物质抑制，则细菌的发光强度会迅速降低，这是一种指示性十分明确的微生物。生物监测技术领域通常用发光细菌来量化污染物的毒性，量化对象可以是急性毒性(5～30min)，也可以是慢性毒性(12～24h)。目前，发光细菌对毒性的量化已经广泛应用于饮用水系统、海洋沉积物的水质检测中，发挥了巨大作用。费氏弧菌对水体的电导率、浊度、重金属浓度、大肠菌群等参数变化有较大的反应，其中，费氏弧菌的种群变化与前两者成反比，与后三者成正比。

4.2基于环境生物技术设计污水处理器

为了解决水污染问题，本文基于环境生物技术的应用，对污水处理器进行设计。首先，应当明确生物膜处理作为污水治理的核心，可以有效过滤附着在水体中的微生物。微生物大多以群居的方式附着在水体中固体物质表层，这些微生物的构成较为复杂，不同生命体间的活动可构成一个与生物催化装置原理相似的反应环境。相比人工营造的微生物处理环境，由水体中原有生物构成的净化环境适应性更强，稳定性更好，不会因微生物生存环境不适应而发生淤泥膨胀问题，也十分有利于后期对环境的管理。当生物体与水体污染物发生化学反应时，生物膜结构与水体中的有机物质交融，生物好氧层中的链球菌与有机物发生生命交互反应，水体中部分有机物被分解。分解完成后，水体中将出现大量的小分子有机物，此种物质体积较小，因此可以进入生物体的厌氧层，在完成有机物的厌氧分解处理后，流动的水体将持续冲洗生物膜。在冲洗过程中，生物膜上的污染物被冲掉，静置水体20.0～40.0min，并将底层的沉淀物过滤，便可以达到水体初步净化的目的。值得一提的是，生物膜是生物体，在生命活动中可以反复生长的，因此此种方式净化水体，并不会影响水体整体的生态环境。按照此种方式反复处理，便可以实现对水污染物的有效处理。

4.3生态护岸技术

生态护岸是以植物为主，以土木工程为辅，两者相结合进行环境治理，能对河道的坡面进行防护，发挥出防洪、排涝、自净等功能。该技术的应用，护岸作为水体和陆地的缓冲带，能为生物提供栖息地，利用植物或动物净化水体，保持水环境生态平衡。工程实践证实，生态护岸技术不仅能保证河岸边坡的稳定性，还能提高水体对土壤的渗透性，有利于水体和周边环境进行能量物质交换。

4.4人工增氧技术

河道水体黑臭的根本原因是水中的氧气含量低，影响动植物和微生物生存，对污染物的分解能力降低。人工增氧技术，就是向水体中增加氧气含量，促进动植物和微生物生长，构建河道生物的多样性。例如：使用高压设备，将空气或氧气导入河道水体中，改善水生物的生长条件。此外，湖水循环系统可以看作人工增氧的变体，可加快表层水和深层水的循环、置换速度，来提高水体中溶解氧的含量。在好氧状态下，金属离子还原后发生氧化反应，然后沉淀在底泥中，能减轻重金属带来的污染。

结束语

综上所述，污水治理方法一直是我国社会和生态环境研究领域关注的重点。本文阐述了几种常用的生物修复技术，介绍了修复管理措施和成效，希望为类似工程提供参考和借鉴，以改善河道水体环境，实现环保发展目标。

参考文献

[1]汪波.乡村振兴战略背景下农村水污染治理工作面临的困境及对策[J].低碳世界,2021,11(07):19-20.

[2]刘银洁.环境生物技术在水污染治理中的应用[J].中国资源综合利用,2021,39(07):199-200+204.