生物技术在水污染治理中的应用

[摘 要]本文通过对生物技术的作用机理进行分析，在明确生物强化菌剂来源的基础上，探讨生物技术在水污染治理中的实际应用，从而为生物技术在未来发展中的实际应用价值的有效发挥奠定坚实的基础，仅供相关人员参考。

[关键词]生物技术；水污染；治理；应用

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0210-01

生物技术也称作生物增强技术、投菌法，主要是指立足于现代生命科学的基础上，结合其他类型的科学原理，通过现代化的科技来对生物体或加工生物原料进行改造，从而满足社会群体的实际需求或者达到某种应用目的。从整体情况来看，生物技术主要包括发酵技术和现代生物技术，属于一门现代化的学科，具有一定的复杂性和综合性，逐渐得到社会各界的广泛关注。加强生物技术在水污染治理中的实际应用进行探索和研究，有助于促进社会的水资源的合理应用。

1 生物技术的作用机理分析

生物技术的作用机理的最直接作用就是促进微生物底物的直接利用分解，具有良好的应用效果。生物技术的共代谢作用也是作用机理的一个重要方面，针对某些不能够被微生物直接降解的有害物质，在底物存在的条件下，微生物能够促进有害物质的结构产生改变，从而实现对目标物的降解，促进应用目的的达成。就作用机理中基因水平转移作用来看，具有较好的应用价值，通过生物强化技术的有效应用，实现对具备特定特征代谢基因的微生物进行引入，立足于基因的基础上，促进了自然基因的交换以及代谢途径的构建，从而有效的提高了生物强化技术的实际使用价值，降解有机污染物的实际效果较为明显，因而在水污染治理中具有良好的应用价值。

2 生物强化菌剂的来源分析

从宏观层面来看，生物强化菌剂是生物强化技术实际应用的前提和基础，为生物强化技术的应用及发展起到了一定的推动作用。相关研究资料现实，生物强化菌剂的形成具有一定的特殊性，一方面可以通过特定环境进行分离筛选，在此基础上进行驯化培养方可获得，另一方面，可以使由经过基因工程构建的菌株经过一定条件作用后进行妥善的保存，在有需要的时候提取出来，结合应用目的及使用需求进行适当的组合，并加入标准化的处理系统，从而配制出标准化的液体会粉剂生物增强制品。

2.1 自然环境筛选方面，获得特定功能微生物的重要方式是从自然环境获取或者污染场地直接分离，这两种方式都具有较好的应用效果，能够获取高效的菌种，且实际操作具有便捷性和高效性，从自然环境筛选高效菌种的具体操作步骤见图1。

2.2 构建基因工程菌方面，可以结合实际情况进行统筹分析，进而才去生物工程技术实现对主导型基因的导入，促进菌体的实际适应性和处理能力的提升。具体来讲，主要是将微生物细胞中参与富集和降解过程的主导型基因导入到适应能力较强且繁殖能力较强的受体菌株内部，进而提高菌体对金属以及实际降解存在难度的污染物的处理效果，从而实现生物工程技术的实际应用价值的有效发挥。基因工程菌的详细构建过程见图2。相关研究资料现实，实际应用中的大部分基因工程菌是通过基因转移或者原生质体融合来获得。

2.2.1就质粒介导的基因转移来看，质粒属于较小的DNA分子，能够自主进行复制，在特定条件下，质粒能够赋予宿主细胞在化学毒物环境中的实际生存能力。相关学者通过对质粒的实际特性进行分析和研究，促进基因工程技术的完善，从而推动了质粒介导的基因转移的形成，在基因工程上具有较好的应用价值。

2.2.2 就原生质体融合来看，其在实际应用过程中，主要是通过人为的方式，来实现遗传性状存在差异的两个细胞原生质体的有机融合，促进间距双亲遗传性状的稳定重组子的有机融合。该项技术的形成和发展，促进了远缘菌株的基因重组的高效性和可靠性，推动了遗传物质之间的完整性传递，具有良好的应用价值。就实际情况来看，当前社会对于原生质体融合在废水处理中的实际应用仅仅是停留在实验室水平内。

2.3 商业菌剂的购买方面，商业菌剂的组成内容复杂，包括自养、异样和兼性菌等，具有一定的混合性。在实际应用过程中，商业菌剂能够实时对污染进行处理，具有良好的安全性和便捷性。与此同时，商业菌剂的有效应用，能够最大程度上缩短微生物的培养基驯化时间，切实提高系统的启动效率，并提高系统中有效微生物的实际浓度，具有较好的应用效果。相关研究人员在对商业菌剂进行使用的过程中，应当对实际所需的生长环境温度进行控制，通过适宜的温度环境来促进新陈代谢，从而有效的降解污染物。与此同时应当考虑商业菌剂的抗高浓度污染物的能力和抗重金属的能力，从而对商业菌剂进行合理有效的利用。

3 生物强化技术在水污染治理中的实际应用

3.1 应用现状

生物强化技术可起到高效去除目标污染物，改善污泥性能，加速系统启动，提高系统抗负荷冲击能力和稳定性，并与其他生物修复技术相结合，提高了运转效率等作用。目前已经被广泛应用于：（1）治理高浓度有机废水；（2）有毒、有害难降解污染物的治理；（3）脱氮除磷；（4）改善系统污泥特性，降低污泥产量；（5）强化废水中油脂的液化和降解；（6）江河湖泊等的水体修复；（7）地下水生物修复等方面。

3.2 评价效果

提高对目标污染物的去除效果。生物强化技术比一般的废水生物治理方法对目标污染物的去除更有针对性，效果更佳。生物强化技术能有效消除污泥膨胀，改善污泥沉降性能，显著减少污泥总量。

3.3 主要控制参数

3.3.1 投菌量。投菌量要根据系统中污染物的含量以及系统的运行阶段而定。一般随投菌量的增加，增强效果会提高。但是，高效菌种的活性及稳定性等难以测定，不同的研究者一对投菌量的研究结果不全一致。

3.3.2 投菌方式。菌株的投加方式主要包括了直接投加特效降解菌或共代谢基质，固定化技术能将优势菌种固定封闭在特定的载体上，使菌体脱落少，活性高，有效地避免了菌体的流失，提高了系统中优势菌种的浓度，增强了其在反应器中的竟争性、抗毒性以及停留时间。

3.3.3 应用工艺。不同的应用工艺对强化技术的效果不尽相同。最初学者一们把生物强化技术较多用十悬浮污泥法，如间歇式活性污泥法、曝气池、氧化沟等；现在则更多地应用十生物膜法，如厌氧污泥床、生物流化床等。

4 结束语

综上所述，生物强化技术在水污染治理中的应用十分广泛，已表现出了很好的应用前景。但目前生物强化技术的大多数研究仅局限十实验室对降解物的目标评价，为了实现其规模化应用，使此项技术更具可持续发展的意义，今后的研究重点和方向还应逐步扩大，进一步探讨影响生物强化技术在水治理系统中的主要控制参数和生态学机制，建立相关数学模型，为指导实践操作提供依据。

参考文献

[1] 郑晓艳，代建龙-农业水污染治理环节中生物技术的有效运用《乡村科技》 - 2015.

[2] 冯宝荣，苏宏智，李友平-现代生物技术在水污染控制中的应用《污染防治技术》- 2010.

[3] 刘成家-农业水污染治理环节中的生物技术应用问题研究 浙江农林大学 - 2014.