趙輝

淺析應(yīng)用環(huán)境生物技術(shù)治理水污染改善淮河水環(huán)境的研究

趙輝

淮河是我國最早進(jìn)行水污染治理的重點(diǎn)河流之一，經(jīng)過多年治理，淮河水質(zhì)有了比較明顯的改善。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，流域內(nèi)高密度的人口分布和高強(qiáng)度的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的水體污染。在“十五”和“十一五”流域水污染防治期間，采取了一系列治理措施，有效地遏制了淮河水污染的加劇。但從目前情況來看，淮河流域水污染防治形勢(shì)仍然不容樂觀，水環(huán)境污染問題嚴(yán)重威脅人類的生存環(huán)境，制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，有必要通過開展環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新和水環(huán)境治理實(shí)用技術(shù)的研究與應(yīng)用，進(jìn)一步遏制和治理淮河水污染，改善水環(huán)境質(zhì)量，使其更好地為流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

在目前的水處理技術(shù)中，生物處理法已成為世界各國控制水污染的主要手段，尤其是環(huán)境生物技術(shù)將成為水污染控制領(lǐng)域重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段，主要應(yīng)用于廢水處理、生物修復(fù)以及微生物水處理劑等方面。環(huán)境生物技術(shù)在處理水污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)，加之其技術(shù)開發(fā)所預(yù)示的廣闊的市場(chǎng)前景，受到了各國政府、科技工作者和企業(yè)家的高度重視。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對(duì)環(huán)境問題認(rèn)識(shí)的深入，人們已越來越意識(shí)到，環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展，為從根本上解決水環(huán)境污染和改善水環(huán)境質(zhì)量提供了無限的希望。

一、環(huán)境生物技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn)

生物技術(shù)用于污染治理已有悠久的歷史，但由現(xiàn)代生物技術(shù)和環(huán)境工程技術(shù)相結(jié)合的環(huán)境生物技術(shù)，是20世紀(jì)80年代才誕生于歐美。環(huán)境生物技術(shù)是利用生物的生理活動(dòng)有效凈化污染環(huán)境以及將污染物轉(zhuǎn)化為資源的人工技術(shù)系統(tǒng)。作為一門新型的邊緣學(xué)科，主要涉及生物技術(shù)、工程學(xué)、環(huán)境學(xué)和生態(tài)學(xué)等學(xué)科，不僅包含了生物技術(shù)所有的特點(diǎn)，還融合了環(huán)境污染防治以及其他工程技術(shù)。近10年來，環(huán)境生物技術(shù)發(fā)展迅速，研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，工程實(shí)踐表明其已成為解決復(fù)雜環(huán)境污染問題的有效手段之一。

環(huán)境生物技術(shù)的特點(diǎn)大致有：①以生物為對(duì)象，不依賴地球上的有限資源，而是著眼于再生資源的利用；②在常溫、常壓下進(jìn)行，過程簡單，可連續(xù)化操作，并可節(jié)約能源，減少環(huán)境污染；③開辟了采用微生物和植物來降解、吸收污染的生物復(fù)原機(jī)制的新途徑；④可解決常規(guī)技術(shù)和傳統(tǒng)方法不能解決的問題；⑤可定向地按人們的需要?jiǎng)?chuàng)造新品種和其他有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生命類型。環(huán)境生物技術(shù)以其獨(dú)特的功能和優(yōu)越性顯示出旺盛的活力，向人類展現(xiàn)出它在防治污染方面所具有的無限前景。

二、環(huán)境生物技術(shù)在水污染治理方面的發(fā)展

目前，環(huán)境生物技術(shù)應(yīng)用于水污染治理中主要是利用微生物、植物作為環(huán)境污染控制的技術(shù)手段。環(huán)境生物技術(shù)已是水污染治理中應(yīng)用最廣的、最為重要的單項(xiàng)技術(shù)，其在水污染控制方面發(fā)揮著極為重要的作用。應(yīng)用環(huán)境生物技術(shù)處理污染物時(shí)，最終產(chǎn)物大都是無毒無害的、穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水和氮?dú)?。利用生物方法處理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移，因此是一種消除污染安全而徹底的方法。

環(huán)境生物技術(shù)不僅單純適用于環(huán)境污染治理，如今已相當(dāng)廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，尤其是以生物傳感器為核心的環(huán)境生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，可在線在位迅速地提供水環(huán)境質(zhì)量參數(shù)，成為水環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)和報(bào)警中的重要組成部分。因此，環(huán)境生物技術(shù)如果大量地運(yùn)用于淮河水污染治理中，將有效地提高水環(huán)境質(zhì)量。

三、環(huán)境生物技術(shù)在水污染治理中的應(yīng)用

水污染生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)過程對(duì)污水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，從而使污水得到凈化的處理方法。水污染生物處理技術(shù)發(fā)展迅速，好氧法、厭氧生物法以及生物發(fā)酵法已趨于成熟，因此，本文重點(diǎn)闡述固定化微生物等新興技術(shù)。

1.固定化微生物技術(shù)

固定化微生物技術(shù)是生物工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，國內(nèi)外開始應(yīng)用這種具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)來處理工業(yè)廢水和分解水污染物中難生物降解的有機(jī)物質(zhì)，一些具有特異性的優(yōu)勢(shì)菌種不斷得到改造或創(chuàng)造，將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進(jìn)行固定化后，菌體密度提高，大大提高了處理效率，尤其是對(duì)難降解有毒物質(zhì)有明顯優(yōu)勢(shì)。

2.生物強(qiáng)化處理技術(shù)

為了提高水污染治理的效果，而向污水中投加從自然界中篩選的優(yōu)勢(shì)菌種或通過基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質(zhì)。主要強(qiáng)化方法有：①高濃度活性污泥法，以高污泥濃度和長泥齡來促進(jìn)對(duì)難分解物質(zhì)的處理，加快反應(yīng)速度。②生物—鐵法，在普通活性污泥中加入無機(jī)鹽，多用鐵鹽（氫氧化鐵或氧化鐵粉），形成生物鐵絮凝體活性污泥，具有高濃度活性污泥法的特點(diǎn)，主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法，綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，產(chǎn)生協(xié)同增效作用。

3.生物反應(yīng)器技術(shù)

是環(huán)境生物技術(shù)發(fā)展的主要方向。新型生物膜反應(yīng)器其共同特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)裝有比表面大的載體，有利于微生物附著生長形成生物膜，供氣或供給的其他反應(yīng)條件優(yōu)越，污染物具有充分的時(shí)間與微生物接觸，有利于增強(qiáng)微生物的分解代謝能力。

4.環(huán)境生物制劑技術(shù)

環(huán)境生物制劑包括新型微生物菌劑、生物吸附劑、微生物絮凝劑、生物催化劑、生物破乳劑、特種環(huán)境微生物菌種等用微生物強(qiáng)化處理的微生物菌劑及材料或通過微生物轉(zhuǎn)化制備用于改善環(huán)境的產(chǎn)品，這是目前水污染生物處理技術(shù)最具有發(fā)展?jié)摿Φ姆矫妗?/p>

四、環(huán)境生物技術(shù)存在的問題和發(fā)展趨勢(shì)

盡管環(huán)境生物技術(shù)相對(duì)安全，但在應(yīng)用當(dāng)中還存在一定的問題與困難，主要表現(xiàn)在：一是在應(yīng)用過程中反應(yīng)速度不如化學(xué)方法快，因而需要較大的反應(yīng)器和占地面積；二是對(duì)原水水質(zhì)有一定的要求，否則會(huì)妨礙微生物的生長；三是運(yùn)行中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹和流失，剩余污泥也難處理；四是對(duì)于一些人工合成物，特別是難生化降解物質(zhì)，通常的微生物尚顯得無能為力；五是大規(guī)模工程微生物的應(yīng)用對(duì)原生態(tài)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定的不利影響。目前，科學(xué)家們正在努力解決這些問題并開始控制這種潛在的危險(xiǎn)性。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人類環(huán)保意識(shí)的持續(xù)增強(qiáng)，環(huán)境生物技術(shù)的研究和發(fā)展顯得越來越重要，為進(jìn)一步改善淮河目前的水環(huán)境現(xiàn)狀，應(yīng)在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上和大量實(shí)踐應(yīng)用中不斷摸索經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)，以生態(tài)修復(fù)為指導(dǎo)，與其他現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)水污染物的特征，優(yōu)先考慮利用現(xiàn)代生物技術(shù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域環(huán)境污水的凈化；同時(shí)，利用生態(tài)學(xué)原理，充分利用地理、水文條件，在保護(hù)水資源的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持污染修復(fù)和景觀建設(shè)相結(jié)合，構(gòu)建適宜的生態(tài)環(huán)境體系■

（作者單位：安徽中環(huán)環(huán)境科學(xué)研究院有限公司 233000）