水污染治理中生物强化技术的应用研究
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作者:陈小妹
摘要：水污染问题是当前国家发展建设中需要解决的环境问题之一，是环境保护工作的重要内容。随着工业的发展以及人们生活用水的增加，水污染问题逐渐严重。本文结合水污染问题实际情况，针对当前在水污染治理中使用较多的生物强化技术进行了介绍，分析了这一技术的作用机理、应用策略和应用注意事项，希望可以推动我国水污染治理事业的发展。
关键词：水污染治理;生物强化;应用策略
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）08-00-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.054
Application research of bioaugmentation technology in water pollution control
Chen Xiaomei
（Futian District Environmental Protection and Water Affairs Bureau， Shenzhen Guangdong 518048，China）
Abstract：The problem of water pollution is one of the environmental problems that need to be solved in the current national development and construction， and it is an important part of environmental protection work. With the development of industry and the increase of people’s living water， the problem of water pollution has become increasingly serious. Based on the actual situation of water pollution， this paper introduces the bio-enhancement technology that is currently used in water pollution control， analyzes the mechanism， application strategy and application considerations of this technology， and hopes to promote China’s water pollution control business.
Key words：Water pollution control;Biofortification;Application strategy
在水污染治理中，生物治理技術是指借助具备水体净化功能的微生物完成对污染水体的净化，减少这个过程中可能出现的二次污染问题。但是，传统的生物净化技术生效较慢，为了加快净化速度，当前的技术人员采用了生物强化技术来对有益于水体净化工作的菌群进行培养，提升其净化水体的能力，提高净化效率，降低净化支出。
1 生物强化技术的概念及其作用机理
1.1 生物强化技术的概念
生物强化技术又被称作生物增强技术，是指人们通过生物技术对某类菌种的能力进行优化，并借助这一高效菌种实现某种目的。水污染治理过程中，技术人员会向污水处理系统中投放经过基因技术处理的菌种，这类菌种的水污染处理能力高于传统菌种，可以高效的实现对污水中某种有害物质的净化和吸收，优化水污染处理系统的工作效率。
1.2 生物强化技术的作用机理
生物强化技术一般会在自然的菌种之中投放具备特殊功能的微生物以增加目标菌种的数量，强化目标菌种的某种特定能力。在污水处理中，技术人员会强化菌种对某种特定污染物的反应，使其在污水处理工作中发挥更大的作用。在实际的作用过程中，菌种和污水污染物发生的反应可以分为直接作用以及共代谢作用。
直接作用是指技术人员通过驯化、筛选或是基因重组等技术得到的一种以污水之中某种目标污染物作为主要的新陈代谢碳源的菌种。通过在受污染水体中投放该菌种可以实现对目标污染物的去除作用。这一过程中污染物直接参与微生物的生长。共代谢作用之中，污染物质不作为碳源直接参与微生物的生长，但是，在污水之中，经过生物强化技术的微生物可以改变这种污染物质的结构，进而使其降解，达到净化污水的目的。
2 水污染治理中生物强化技术应用策略
2.1 常规利用
污水治理技术人员会结合污染水体之中的污染物质，通过筛选、驯化以及基因诱变等多种手段来获取新陈代谢能力强、且可以将污染物作为新陈代谢碳源的微生物。对这类微生物进行复制之后，将其投入受污染水体之中。微生物会将水中的特定污染物作为碳源进行新陈代谢，进而将污染物降解。这是当前生物强化技术在水污染治理中的常规利用手段。经过生物强化的这类微生物一般是以游离状态漂浮在水体之中，实现对污染物的降解。
2.2 共代谢作用
常规利用手段可以对水体中大部分的污染物质进行降解，但是，部分污染物无法借助微生物进行全面降解。在这种情况之中，技术人员会在具有其他代谢底物的水体中添加微生物，借助微生物的代谢来实现对污染物结构的改变，结构改变之后的污染物可以被微生物用作代谢碳源，进而实现污染物的降解，净化污染水体。在实际操作中，技术人员可以向水体中添加适合微生物代谢的营养物质以及微生物共代谢物质，帮助微生物将水体中的污染物进行降解，进而作为微生物的代谢碳源。微生物在完成这些物质的处理之后还会生成氧化酶等物质，将污染物的结构改变，完成污水净化目的。 2.3 基因转移作用
在污染治理过程中，技术人员可以通过污染物的筛选来选择具备特定污染物代谢功能的微生物，并借助生物强化技术来增强这类微生物的代谢作用，强化自然基因和微生物的代谢速度，提升微生物在污水处理中的污染物降解效率，提升净化效果。
2.4 固定化生物强化
固定化生物强化的应用包括如下的三种：第一，吸附法。这种应用方法是指在净化过程中依托于污染物的物理吸附以及离子结合，在净化过程中技术人员会将具备污染物净化功能的微生物固定在具有污染物吸附作用的载体内部，富集之后的污染物可以为微生物的繁殖提供有利条件，在一定程度上提升了污染物的净化处理效率。第二，交联法。交联法指的是应用交联，即借助生物强化技术来实现固定载体和微生物细胞之间的联系，共同构成密集的网络代谢净化体系，固化微生物，优化污染物净化过程。第三，包埋法。这种方法是指技术人员使用凝胶等物质，借助凝胶的依托作用将微生物引入载体之中。这种应用方法使用简单，凝胶对微生物的代谢也没有太大的影响，是一种适用范围较广的高效污染物处理方法。固定化生物强化技术借助一些载体实现了对微生物依附性和抗毒性的强化，避免了在净化中微生物脱离载体的问题，保证了微生物的活性和生存效率，避免了降解效率随时间降低的问题。借助合适的载体，微生物菌种的数量可以不断增加，并成为污水之中的主要菌种。净化菌种的增加减少了水中动物对菌种的影响，延长了净化时间和净化效率，有效的提升了污染水体的净化质量。
3 生物强化技术应用的注意事项
在生物强化技术的使用中，除了要根据水体污染物的种类选择合适的微生物之外，在实际使用中还有诸多因素会影响菌种的实际净化效果。首先，菌种在水体之中的投放量会影响污染治理效果。一般来说，菌种的投放量和净化效果为正相关。但是，部分经过生物强化技术的菌种活性和稳定性难以进行测量，因此，要想保证水体污染治理工作的完成质量，技术人员要对水体的污染程度有充分的了解，并将水污染情况和生物强化技术有机的结合，合适确定菌种使用数量，保证净化效果。其次，菌种的投放方式也会影响污染净化效果，常用的共代謝物质以及直接投放方式操作简单，但是容易出现的一个问题是净化菌种容易被水体中的原生动物和微生物吞噬，造成净化效果下降，不利于污水处理工作的质量。在污染水体之中，存在的原生动物主要是纤毛虫，这类原生生物需要氧气作为新陈代谢的材料，因此会集中在污水之中以微生物作为养分，对净化菌种的存活有一定的威胁。因此，针对原生动物和微生物较多的污染水体，在净化中可以使用固定化生物强化的菌种投放方式，有效的避免了微生物流失问题，提升了净化菌种的污水处理效率和存活时间。最后，污水之中的营养物质量也会影响微生物的生长，进而对污染物处理效率造成影响。因此，在向污染水体之中投放微生物之前，技术人员要对水体中的营养物质含量进行检测，并根据微生物需求适当投入碳源等营养物质，确保微生物的正常成活。除了碳源之外，技术人员还需要调整污染水体之中的氮磷等微量元素的含量，保证微生物的成长繁殖，提升污水的处理效率。
4 结语
在水污染治理工作之中，生物强化技术可以有效提升污水处理工作的质量，是当前环境工程中不可缺少的技术。在实际的使用过程中，技术人员要根据污染水体的不同特点和污染物质的不同种类选择合适的生物强化技术，并合理设计菌种的投放量、投放方法以及营养物质，保证微生物净化功能的最大化。
参考文献
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收稿日期：2019-06-26
作者简介：陈小妹（1985-），女，汉族，本科学历，高级职称，研究方向为环境技术管理。
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