房春娟,陈晓燕
(江西蓝天学院,江西 南昌 330098)
水环境污染问题已经成为全世界面临的重大问题之一。随着工业的快速发展,我国工业废水排放量逐年增加,调查显示珠江流域干流广州段污染相对较重,黄河流域面临水资源短缺和水体污染双重压力,松花江流域处于中等污染水平,淮河流域,干流水质尚好,支流Ⅳ类至劣Ⅴ类水质为主。
淡水污染主要由人类活动产生的污染物而造成的,它包括工业污染源,农业污染源和生活污染源三大部分。工业废水为水域的重要污染源,具有量大、面广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等。农药污水中,一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高,二是农药、化肥含量高。生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等,多为无毒的无机盐类,生活污水中含氮、磷、硫多,致病细菌多。水污染的日趋增加,严重影响到我国人民的生活质量,因此受污染水体的治理已迫在眉睫。
用微生物法治理水污染,本质上是利用微生物特有的新陈代谢能力,把污染物转化成对水体无污染的终产物,重新进入生物地球化学循环中。同时,微生物的引入可以增加水体生物多样性,使水体的各级营养结构趋于稳定并保持平衡。污染水体中污染物难以降解的主要原因是环境体系中不存在或存在少量可降解污染物的微生物。
微生物方法在治理水体污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点,加之其技术开发所预示的广阔的市场前景,受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展,为从根本上解决水污染问题提供了无限的希望。
利用微生物方法处理水体污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次转移,因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代微生物技术的发展,尤其是基因工程、细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用,使微生物处理具有更高的效率,更低的成本和更好的专一性,为微生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。
微生物法在治理有机污染物,天然水体中存在着大量依靠有机物生活的微生物,而这些微生物具有氧化分解有机物的能力。通过人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境,可以有效提高对污染水体有机物的氧化降解效率。微生物对有机污染物的作用方式可分两大类,一类是微生物直接作用于有机污染物。另一类是通过微生物的活动改变化学和物理环境而间接作用于有机物染物。尤其是在对水体中难降解有机污染污染的处理中,固定化微生物技术越来越受到关注。利用固定化微生物技术则可有目的地筛选一些特殊的优势菌种,将其固定在载体上,从而提高其在生物处理构筑物中的浓度,以达到高效处理的目的。微生物经固定化处理后,单位空间内的生物量大大增加,微生物的稳定性也得到提高,且能耐有机物浓度变化、pH值变化等因素的冲击,因此其处理负荷高达常规活性污泥的3~7倍。
微生物法治理水体重金属污染,重金属是对水体污染的特点是其随废水排入水体后大多沉淀至水底,或者与有机物螯合成毒性很强的金属有机物。其进入水体环境后大多不能被微生物所降解,往往通过食物链循环并最终在生物体内积累,破坏生物体正常生理代谢活动 。
细菌、真菌(酵母)、放线菌等将废水中的重金属沉淀、吸附吸收、降低其毒性从而达到治理重金属废水的目的。这其中包括多种作用方式,首先是微生物的吸附作用:微生物吸附法是利用具有吸附重金属特性的微生物材料来吸附水溶液中的重金属。与离子交换树脂等传统的处理方法相比,微生物吸附法具有来源丰富、成本低、处理低浓度重金属污染的废水效果好等优点。第二是微生物的沉淀作用:许多微生物通过还原反应使重金属离子转变成不易溶解的沉淀状态或降低其毒性。例如利用硫酸还原细菌在厌氧状态下形成的硫化氢,使重金属离子与硫化氢结合成硫化金属沉淀物,从而达到分离重金属离子的目的。
当前,微生物治理水污染技术在国际上已经进入蓬勃发展的轨道。随着全球范围内对环境保护的高度重视和越来越严厉的环境法,市场环境微生物技术的需求越来越广泛。我国的微生物技术处于刚刚起步阶段。该技术的进一步开发要得到社会、同行及主管部门的广泛支持,大力开展以污染控制技术为主的微生物技术研究,将大力推进微生物技术在环境保护中的应用,并发展带动整个环保技术的发展,解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题,并为环保市场提供高品质的环境保护高技术。
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