生物技术在环保工程中的应用要点探讨

发表时间:2020/7/23   来源:《城镇建设》2020年第11期   作者:周颖
[导读] 近年来,随着可持续发展不断推行,对环境保护提出了更高的要求

         摘要:近年来,随着可持续发展不断推行,对环境保护提出了更高的要求。许多传统的环保工艺处理技术已不能适应现在环保工作的需求,迫切需要一种新的环保治理方式。而现代生物技术作为一种环境污染治理的新型手段,其应用可以实现环境保护模式的创新,使得环境保护成本减少,环境治理效果突出,实践过程中在废水、废气、固体废弃物等环境污染处理、环境监测与评价等方面具有非常显著的效果。本文在此从生物技术在环保工程应用的重要意义出发,对生物技术在环保工程中的几个实际应用要点做了一定的探讨。
         关键词:生物技术;环保工程;意义;应用要点
前言:目前,生物技术运用的范围比较广,尤其在环保工程中的运用力度,更是首屈一指,对解决目前日益严重的气体污染、固体污染有着无可比拟的作用,还能在生态修复中发挥巨大的功效,并且对环境治理的效果也非常显著,同时也不会对环境造成二次污染。
1 环保工程中生物技术概述
         生物技术是近年来新兴的现代高新技术,它是以DNA分子技术为基础,内容涵盖微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术。我国的生物技术在发展初期仅仅局限应用于农作物的改良、医药研究、食品加工工程等方面,伴随着生物技术的不断成熟,我国逐渐在环境污染和环境监测方面运用生物技术。
         目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物,少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护巾应用最广的、最为重要的单项技术,其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面,发挥着极为重要的作用。
2 生物技术应用在环保工程中的重要意义
         目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,水资源严重短缺;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿吨,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。使用环境生物技术处理环境污染物时,最终产物大部分是无毒害且稳定的物质,大部分有机污染物都转化为二氧化碳、水和氮气等。应用生物技术处理污染大多能一步到位,避免了污染物再次转移,因此它可以安全而彻底的消除污染。大部分有机污染物适可作为其他反应的底物,这些有机污染物经过生物转化后变成酒精、沼气、氨基酸、多肽等有用物质。生物转化的技术因此常常作为有机污染物资源化的首选技术。
3 生物技术在环境保护工程中的几个实际应用
         3.1 废气处理
                  废气处理当中所应用的生物技术主要有生物膜法及生物过滤法,生物膜法处理废气的原理类似于处理污水,主要是利用微生物所附着的多孔性介质将废气中的有害物质转化为相对简单的无机物,最终降解成为各类无害物质,如水、二氧化碳、中性盐等。另,生物膜还能起到除臭的作用,通过气液及液固扩散和生物氧化过程以使气态转化为液态,并逐步氧化有异味气体,从而实现除臭功效。生物过滤法主要是利用长有微生物的固体载体吸收所收集的气体,然后利用填料上的微生物分解气体,以实现废气的除臭功效。另,附着于载体上的微生物还具物质转化作用,因微生物生长需一定营养物质,所以,形体上还有较高有机成分。因此,在对载体填料进行选择时,应尽量选择具丰富微生物、良好吸水性及表面积大的载体,同时注意载体本身应无异味,结构均匀且具良好吸附性,如干树皮、干草、塑料盒等。
         3.2 污水治理
         针对污水中所含有的难以被生物降解的物质,我们应该利用化学及物理手段对其化学结构予以改变,继而减弱污水的毒性,增强污水的生化性能。具体的技术有:生物膜法、好氧活性污泥法、厌氧处理法等。

其中,好氧活性污泥是一种在通风条件下,利用含有丰富的需氧性微生物的活性污泥实现污水净化目的的生物技术。该技术相对经济,净化效果较好,但是个别有抑制性的污染物对细菌活性有一定的抑制作用,因此,可使用驯化后的混合菌来实现对有毒的有机氮化物的连续降解,使用驯化后的活性污泥以降低高浓度污染物对活性细菌的抑制性。其次,生物膜法具有抗污染性强、动力消耗小、生物密度大的特点,将其和活性污泥法两相结合,将能更好地实现污水治理的目的。此外,污水处理法还包括:利用自然生物进行污水处理的氧化塘法、厌氧处理法、土地处理法、酶处理法等生物技术。
         3.3 土壤污染处理
         土壤污染中,农药中磷与氯等化学残留是主要污染源,而应用生物工程技术,可将這些物质进行分解,清除掉其中的有害物质,并将其分解为水与二氧化碳,改善土壤性能,促进农作物种植,为农作物创作良好的生长条件。此外重金属是也是主要的土壤污染源,会严重危害到人体生命健康。由于重金属不易降解,增加了其治理难度;针对重金属污染土壤,可应用生物工程修复技术。生物修复原理在于借助基因工程技术促使微生物与动植物等功能发生改变,吸附重金属或将其转换为无毒物质。实际工作中,可采用以下方式净化土壤中的重金属:(1)利用生物作用改变土壤中重金属化学形态,减小其移动性与生物可应用性。(2)借助生物吸收与代谢,对重金属进行削减、净化与固定。
         3.4 固体废弃物处理
         在对固体废弃物的处理中,主要采用的微生物技术有好氧堆肥法和厌氧发酵法。其中好氧堆肥法主要通过人工干预的方式来处理废弃物。首先,运用人工将自然界中的微生物的种类和数量进行控制;其次,将控制后的微生物与固体废弃物中容易生物降解的有机物质结合,在微生物的作用下被分解,最终将分解的物质转化为腐殖质。在实际操作中,需要将处理的有机废料与填料按照比例混合,然后通过微生物的生长和繁殖进行分解,最终达到降解有机物的目的。
         3.5 环境污染修复
         当前的生物技术具有更加广泛的发展空间,生物修复技术是80年代以来产生和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术,生物特有的分解有毒有害物质的能力,去除污染环境如土壤中的污染物,达到治埋环境污染的目的。生物修复技术最成功的例子是应用投加营养和高效降解菌对油轮泄漏造成的污染进行处理,取得非常明显的效果,使得近百公里海岸的环境质量得到明显改善。此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。国外对生物修复技术非常重视,研究证明采用微生物分解有毒有害物质的生物修复技术是治理大面积污染区域的一种有价值的、可行的、有效的和优越的方法。随着生物技术的发展,生物修复的内涵也不断丰富,近年来还研发了真菌修复、植物修复以及无机污染物的生物修复等技术。生物修复的种类也日益增多,可分为土壤生物修复、地下水生物修复、沉积物生物修复和海洋生物修复等。
         3.6 环境监测与评价
         随着生物技术的不断发展,生物技术如今已经被广泛应用于环境监测与环境评价中。当前国内外关于生物技术在环境监测方面的应用实例主要有:生物酶技术、金标免疫速测技术、PCR技术、生物发光检测技术、生物芯片技术和生物传感器等,其中生物芯片技术和生物传感器应用最为广泛。尤其是以生物传感器为核心的环境生物监测技术,可在线在位迅速地提供环境质量参数,成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。
         4 结语
         综上,生物技术作为一项有效的环境污染治理措施,受到越来越多的关注。实践过程中应应构建一个有利于生物技术在环保中应用的良好环境,加大在污水的生物净化、工业废弃物处理、有毒有害物质的降解、废物资源化、环境生物监测、环境修复等关键环节的应用,实现生物技术真正的价值,保障生物技术的不断发展,为人们创造更多的经济效益和社会效益。
参考文献:
  [1]李霂桐.生物工程技术在环境保护中的应用研究[J].科技视界,2017(30):177+180.
  [2]赵晓明,唐芸芸.现代生物技术在环境保护中的应用研究进展[J].化工管理,2016(06):156.
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