所屬欄目:農業環境科學論文 發布日期:2015-02-27 17:12 熱度:
摘要:本文對當前我國環境現狀和環境保護中所面臨的各種問題做了簡要的分析,對微生物技術治理環境問題的特點和優勢做了相關介紹,并對近年微生物應用于環境污染治理的方法做了淺層次的剖析。
關鍵詞:水資源環保文章發表,微生物,環境污染,治理應用
微生物是一類形態微小、結構簡單、必須借助顯微鏡才能看清楚他們本來面目的生物。微生物不是分類學上的概念,而是一切微小生物的總稱。凡自然界存在的有機物,都可以被微生物利用、分解。微生物作為生物界的主要降解類群,在水體污染、固體廢棄物污染、重金屬污染、化合物污染、石油及大氣污染等治理過程中,均取得顯著效果,且不易造成二次污染,應用范圍廣泛,在環境污染治理領域發揮著巨大的作用。
一、我國當前環境污染現狀
伴隨著中國粗放式制造業擴張達到極限,中國的世界工廠地位奠定。然而,在人均GDP達到5000美金這一中等發達水平的時候,中國同時也進入了環境壓力高峰。如今環境污染已是全國行的普遍現象,近幾年入冬以來的全國性霧霾天氣,再清楚不過地揭露了中國環境污染的嚴重程度。當清新的空氣、潔凈的水源、藍色的天空都成為民眾的奢望之時,我國環境污染問題之嚴重就可想而知了。如何在經濟發展的同時控制環境污染,改善環境質量,以實現社會經濟可持續發展之目標是我國目前亟待解決的問題。
二、微生物技術在環境污染治理中的特點及優勢
科技的發展充分證明微生物技術是環境保護的理想武器,這一技術在解決環境問題過程中所顯示的獨特功能和顯著優越性充分體現在它是一個純生態過程,從根本上體現了可持續發展的戰略思想。微生物技術在處理環境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著特點。加之其技術開發所預示的廣闊的市場前景,受到了各國政府、科技工作者和企業家的高度重視。隨著生物技術研究的進展和人們對環境問題認識的深入,人們已經越來越意識到,現代生物技術的發展,為從根本上解決環境問題提供了無限希望。
目前微生物技術已經是環境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術。其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發、廢物資源化、環境監測、污染環境的修復和污染嚴重的工業企業的清潔生產等環境保護的各個方面,發揮著極為重要的作用。微生物技術不僅單純適用于環境污染治理,如今已相當廣泛的應用于環境監測,成為環境治理預報和報警中的重要組成部分。
三、微生物技術在環境污染治理中的應用
1、在大氣污染治理中的應用
1.1微生物脫硫
煤炭是我國最主要的一次性能源,約占我國能源消耗量的70%。煤炭中通常含有0.25%—7%的硫,其在燃燒過程中生成SO2隨煙道排入大氣,造成酸雨。目前可以進入工業化的技術多為物理方法和化學方法,雖處理效果好,但成本較高,存在二次污染。微生物脫硫技術與前者相比,具有投資少、運行成本低、能耗少、可有效減少環境污染等優點。微生物脫硫技術的研究主要集中在煤炭脫硫、煙道氣脫硫及生產廢氣脫硫幾方面。
1.2含硫化氫氣體的凈化
硫化氫是一種對人體和環境有著很大危害的有毒有害氣體,它的存在不僅會引起設備和管路的腐蝕,且嚴重威脅人體健康。國內外已有處理硫化氫廢氣的方法很多,依起弱酸性和強還原性而進行脫硫可分為物理法、化學法、生物法。生物法脫硫是20世紀80年展起來的常規脫硫替代新工藝,通過微生物菌群的作用,可將硫化物轉化為單質硫并回收。
2、在廢水污染治理中的應用
2.1利用光合細菌處理高濃度有機廢水
光合細菌PSB是一大類能進行光合作用的原核生物的總稱。除藍細菌外,都能在厭氧光照條件下進行不產氧的光合作用。用PSB法處理高濃度有機廢水,具有活性污泥法所不及的許多長處。無論是基建費用、占地面積、設備投資、還是動力消耗、日常管理的人工費和處理成本,PSB法都比活性污泥法省。此外還能除油、能忍受高達20%的NaCl,以及對酚、氰等毒物有一定的忍受和分解能力。
當然,PSB法也有其不足之處:一是需要適時地補充菌種;二是菌體自然沉降較困難;三是有效的最終BOD濃度在200mg/L左右,還需要活性污泥法或培養藻類等方法進一步處理。盡管如此,PSB法仍顯示了較大的優越性,利用它來凈化有機廢水和資源化,將給廢水生物處理增添新的活力。
2.2生物脫氮除磷
廢水中氮、磷是造成水體富營養化的根源,利用生物脫氮除磷已進行了廣泛的研究。污水脫氮技術主要有活性污泥法脫氮工藝,包括A/O(缺氧/好氧)工藝,可使NH4+一N去除率達80%以上,A2/O工藝,改進的氧化溝工藝和SBR工藝都可使總氮(TN)去除率達90%以上。生物膜脫氮有生物濾池、生物轉盤、生物流化床、浮動床、浸沒式、三級生物濾池脫氮系統等,其中三級生物濾池的反硝化速度最高達1.0kgN/(m3.d),出水TSS<1.00mg/1。
生物脫氮中,有反硝化能力的微生物有變形桿菌、微球菌屬、假單胞菌屬、芽胞桿菌屬等。污水生物處理中,除磷常與脫氮工藝一起應用,常見的除磷技術有:phostrip工藝,能使總磷(TP)≤1mg/L以下:Bardenpho系統;A/O系統;良UCI工藝;2/0工藝。除磷過程一般認為在有氧條件下攝取磷,在厭氧條件下釋放磷,其中不動桿菌屬是除磷的優勢菌種。
2.3污染物高效降解菌的分離和應用
用人工分離選育污染物高效降解菌用于廢水處理,是近年來廢水生物學處理技術中的一項新進展,尤其是對一些難生物降解的或有毒的廢水,分離選育高效菌株進行處理,更有其獨到的優越性。近年來國內在脫色菌、PVA降解菌、洗滌劑降解菌、石油降解菌、硝基苯降解菌等方面的研究和應用,取得了一些有價值的成果,此外降解質粒的研究已經積極地展開,高效降解菌應用技術的研究也獲得不少成績。這將為廢水生物處理的發展提供新技術、新手段。
2.4廢水中其它物質的去除
染料廢水是難以降解的一大類工業廢水,在厭氧微生物環境中,偶氮染料可通過還原作用完全生物降解。將優勢菌的不完全厭氧-接觸氧化工藝用于處理印染工業廢水,脫色率達90%以上。用專性厭氧菌硫酸鹽還原菌混合培養物對偶氮染料、三苯甲烷染料、蒽醌染料的廢水進行脫色,脫色率在1小時之內可達69.9-98.8%。微生物處理電鍍廢水,對各種金屬離子的一次凈化率達89.9%以上。蔗渣漿,用白腐菌處理含氯漂劑漂白的廢水,脫色率可達91.2%,BOD5去除率為92.5%,CODcr去除率為88.7%。屠宰廢水、橄欖加工廠廢水、啤酒廢水等用微生物處理均可取得較好的效果。
3、在城市垃圾處理方面的應用
隨著城市化進程在全球范圍的加速,城市化帶來的環境污染和人類聚居狀況惡化等問題,已成為世界各國共同關心的問題。城市生活垃圾是在城市日常生活及為城市生活提供服務的活動中產生的固體廢棄物,是城市環境的主要污染物之一。目前,城市生活垃圾處理處置的方法主要包括衛生填埋、堆肥化、焚燒三種,其中前兩種處理方式均屬于生物處理技術。具體來說,MSW生物處理技術就是城市生活垃圾中固有的或外添加的微生物,在一定控制條件下,進行一系列的生物化學反應,使得MSW中的不穩定的有機物代謝后釋放能量或轉化為新的細胞物質,從而MSW逐步達穩定化的一個生化過程。
4、環境中其它污染物處理的應用
微生物不僅用于大氣、水、土壤中農藥和垃圾的處理,還應用于檢測有毒化學品的指示生物、生物脫臭、微生物修復、白色污染的消除、化學農藥污染的消除等方面。此外,還可做成微生物絮凝劑,凈化污水。
四、結語
微生物在污染治理中具有廣泛的應用前景,為提高微生物降解能力,擴大其應用范圍,分離、重建高效、廣譜降解微生物具有重要意義。同時,在微生物對污染物的適應及其降解遺傳學機制,微生物凈化的高效性及安全性,研究成果從實驗室研究向工程應用的轉移,以及高效、準確評估技術的應用等方面,尚需加大投入和作進一步研究。我國的環境微生物技術研究尚處于起步階段,與國際先進水平還有很大差距,應根據我國的國情,充分利用我國的資源優勢,借鑒國外先進技術和經驗,重點加強環境生物技術的研究與開發,以期取得更好的環境效益和經濟效益。
參考文獻:
[1]史家樑,亞同,圣章.環境微生物學. 華東師范大學出版社,1993.12
[2]劉靈芝,陳志剛.微生物在污染治理中的應用.安徽農業科學出版社(2006)7
文章標題:水資源環保文章發表微生物在環境污染治理中的應用
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