浅谈现代生物技术在净化水质污染中的应用

李 晓（华科大附中，430070）

浅谈现代生物技术在净化水质污染中的应用

李 晓（华科大附中，430070）

随着生物技术的不断进步，其在污染水质净化领域有着越来越重要的作用和现实意义。本文从微生物酶以及微生物自身对污水净化的概述来分析现代生物技术在污水净化中的重要性。旨在推动现代生物技术在净化水质污染中的进一步应用，提升其水质污染的净化水平，从而有效地净化污染水质。

现代生物技术；水质净化；水质污染

1 引言

在国内，污水的治理模式分为物理法、化学法和生物法。其中，物理法仅对水中的悬浮物的净化有比较好的效果，而化学净化方法又基于其特殊的化学性质在实际的应用中存在着大量的不足之处，诸如其强毒性不仅对人体有害，更会污染水体环境。因此，作为污水绿色净化方法，现代生物技术将有着重要的现实价值。

2 现代生物技术在净化水质污染中的应用

现代生物技术是一项以微生物及其代谢产物的酶为研究对象的一门综合技术，包括蛋白质、基因以及细胞工程等。因此，从主体的角度看，应用于净化水质污染中的现代生物技术主要体现在两个方面：微生物酶以及微生物自身的分解作用。

2.1 微生物酶解技术

微生物酶解技术就是利用生物体内及代谢产物中的酶的分解作用，从而达到水质净化的目的。目前用于净化污染水的酶有氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶以及合成酶等。比如磷酸酶是常见的除磷酶，通过分解水中的污染物磷酸单酯得到磷酸根离子，从而达到“去磷”的目的。基于酶的专一、高效、绿色环保以及便捷等特点，微生物酶技术广泛应用于污染水的净化中。但与此同时，酶也存在着对温度的要求比较高，易受pH的影响等缺陷，影响了酶的进一步应用[1]。

2.2 微生物自身

微生物在生命活动过程中，能够对水中的污染物转移并分解。利于这一特性，微生物自身被广泛地应用于水质污染净化中。

2.2.1 微生物分解作用

微生物分解有机污染物的效果可以从接触时间、接触面积以及基因改造等方面来得到优化。因此，从这三个角度出发，相应的技术分为如下几种：

（1）生物反应器技术就是一项通过增加微生物与污染物接触与反应的时间来提高净化效率，通过在反应容器的一个表面积比较大的载体，微生物富集在这个载体上形成了一个巨大的膜，通过反应器的隔离作用，使得微生物膜与污染物的接触时间更长，从而提升了微生物的分解能力，当前世界上最大的反应器体积在2000m3，该项技术广泛地应用于欧美国家[2]。

（2）固定化技术，也就是通过将微生物固定在一定的范围内，通过微生物的自我繁殖形成了生物污泥，这些生物污泥中的微生物是经过筛选出来的特种菌，具有高效的分解污染物能力。诸如脱色细菌、脱磷细菌以及脱氮假单胞菌等。目前，循环式污泥法在污染水净化中的应用非常广泛，技术相当成熟。基于该技术的CAST工艺广泛应用于污水处理厂和处理站的污水处理中，表1为当前我国应用该项工艺的处理污水规模。

（3）基因改造技术，从基因的角度对微生物的DNA进行改造与重组，从而增强微生物的分解能力、分解速度以及产酶能力等，从而有效地分解自然界中一些难以分解的合成有机污染物。目前，通过基因重组获得了相应的高效专一菌种，诸如可以转化TNT的芽孢杆菌，其转化效率高达90%。此外还有一些对诸如乙腈类的化合物具有高效分解能力的裂腈杆菌。

表1 国内应用CAST工艺的主要污水处理厂和处理站

2.2.2 微生物的物理作用

目前，水中的污染物除了常见的有机物质、无机物、固体悬浮物以及重金属等。对于一些常见的有机物之类的污染物，通过相应的酶和筛选或者基因改造的微生物的分解作用就可以对这些污染物进行彻底地净化，而对于一些重金属之类的污染物，这些方法显然没有任何效果。因此，目前利用微生物的物理作用来消除重金属类的污染物成为污水净化的首选手段。其主要体现在两个方面：一方面通过微生物的富集作用，将水中的重金属类的污染物转移到微生物体内，从而实现了水中重金属含量下降的目的。其转化重金属例子的主要方式对重金属的主动与被动堆积、金属转化以及产生活性物质络合金属[3]。另一方面，微生物在生命活动的过程中可以产生絮凝物质，这些天然的高分子物质可以有效地吸附重金属。姚敏杰等[4]研究发现生物絮凝物质可以很好的吸附废水中Fe3+、Al3+、Pb2+以及Zn2+等，但重金属的浓度增加，絮凝物质的效果反而下降，其相关机制有待进一步研究。

3 结语

总之，现代微生物技术已然成为净化污染水质领域的热门技术。从酶的温度要求高、易受pH影响以及微生物的环境耐受性差异等方面看，如何高效开发与利用微生物技术来有效地净化污染水依然任重道远。但现代微生物技术已然成为当前最新的也是必然的发展趋势，在未来必将为环境的治理作出更多的帮助。

[1]解艳萃，王建辉.污水生物处理工艺微生物酶体系[J].科技与企业，2014（12）：375.

[2]朱泽华.现代生物技术在水污染控制中的应用[J].科技致富向导，2011（30）：284.

[3]孙嘉龙，李 梅，曾德华.微生物对重金属的吸附、转化作用[J].贵州农业科学，2007，35（5）：147-150.

[4]姚敏杰，连 宾.微生物絮凝剂对高浓度重金属离子废水絮凝作用研究[J].环境科学与技术，2009，32（11）：1～4.

X505

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2095-2066（2016）33-0004-01

2016-11-12